Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky

Transkript

1 Jiří Pešek Martin Sivek Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky Česká geologická služba

2 Obsah Předmluva 7 Úvod 13 Svrchnopaleozoické uhlonosné pánve na území České republiky 22 Pánve smíšeného typu 22 Oblast moravskoslezská 23 Česká část hornoslezské pánve 23 Výskyty černouhelných slojí na jižní Moravě (němčičská pánev) 41 Terestrické (limnické) pánve 41 Oblast sudetských (lugických) pánví 43 Česká část vnitrosudetské pánve 44 Podkrkonošská pánev 55 Mnichovohradišťská pánev 64 Orlická pánev 70 Oblast středočeských a západočeských pánví 72 Svrchnopaleozoické relikty v Krušných horách 83 Výskyt permokarbonu v příkopových propadlinách tzv. brázdách Výskyty (relikty) permokarbonu v blanickém příkopu 86 Boskovický příkop 91 Svrchnopaleozoické výskyty v jihlavském příkopu 99 Cenomanská ložiska a výskyty hnědého uhlí 100 Terciérní pánve 104 Podkrušnohorské pánve 104 Severočeská (mostecká) pánev 104 Sokolovská pánev 120 Chebská pánev 135 Hrádecká část žitavské pánve a uhlonosné relikty terciérních sedimentů v jejím okolí 142 Jihočeské pánve 147 Uhlonosné relikty ve Slezsku 154 Ložisko Uhelná ve Slezsku 154 Ložisko v severozápadním okolí Bernartic u Javorníku 157 Ložisko u obce Dolní Životice jihozápadně od Opavy 157 Výskyt sloje u obce Osoblahy 158 Vídeňská pánev 159 Relikty terciéru mimo okolí pánví 166 Závěry 168 Literatura 171 Rejstřík 187

3 Předmluva Přírodní zdroje jsou pro lidstvo nepostradatelné. Významné místo mezi nimi zaujímají ložiska nerostných surovin, především pak ložisek kaustobiolitů (uhlí, ropy a zemního plynu), ze kterých lidstvo získávalo a dosud získává významné množství energie. Zatímco naše ložiska ropy a zemního plynu mají velmi omezený význam a ročně vytěžená množství těchto tzv. ušlechtilých paliv kryjí pouze zlomek naší spotřeby, hnědé a černé uhlí jsou pro Českou republiku (ČR) životně důležitými strategickými surovinami (obr. 1). Těžba uhlí má na území ČR více než šest set let dlouhou tradici. Ložiska uhlí vytvářela podmínky pro vznik významných průmyslových aglomerací na území Čech, Moravy a Slezska. Těžba černého uhlí ve středočeských a západočeských pánvích umožnila vznik a rozvoj průmyslu na Plzeňsku a Kladensku, hnědouhelná ložiska podkrušnohorských pánví ovlivnila rozvoj průmyslu mezi Ústím nad Labem a Sokolovem. Mimořádný význam měla ložiska dnes nejvýznamnější evropské černouhelné pánve pánve hornoslezské pro vznik ostravské průmyslové aglomerace. Ve druhé polovině minulého století odrážela těžba uhlí na území bývalého Československa nejen potřeby ekonomiky a úroveň technického rozvoje, ale výrazně ji ovlivňovalo i začlenění do tzv t hnědé uhlí černé uhlí ropa zemní plyn Obr. 1. Těžba a spotřeba uhlí, ropy a zemního plynu v České republice v roce J. Starý et al. (2010a). 1 těžba, 2 spotřeba. Poznámka: spotřeba plynu se v ČR neuvádí.

4 8 Terciérní pánve a ložiska hnědého uhlí České republiky východního bloku v roce V něm zaujímala naše republika, právě díky již v té době rozvinutému těžkému průmyslu a dostatku uhlí, mimořádně významné postavení. S tím souvisí i výrazný růst těžby uhlí jak pro výrobu koksu, tak pro výrobu elektřiny, které jsou patrné z obr. 2. Na něm je znázorněn vývoj těžby uhlí a výroby elektrické energie od roku 1937, tj. v posledním roce před okleštěním bývalého Československa tzv. mnichovskou dohodou, přes rok 1946 (první rok po druhé světové válce) a dále v následujících pětiletých periodách počínaje rokem Zatímco černého uhlí bylo v roce 1937 vytěženo 16,1 Mt, v roce 1946 to bylo pouze 14,7 Mt. Od tohoto roku exploatace této suroviny poměrně strmě stoupala až do roku V letech 1965 až 1985 se pohybovala mezi 25 až 28,2 Mt. Od roku 1985 začala výrazně klesat. V roce 2011 byla dokonce nižší než v roce 1937 cca 11 Mt. Odlišný charakter vykazuje křivka hmotnosti vytěženého hnědého uhlí. Ta od roku 1937, kdy bylo vydobyto 18,0 Mt, do roku 1946 mírně stoupala a od této doby vykazuje lineární nárůst také až o 18 Mt v pětiletých obdobích. Tento růst trval až do roku Ve skutečnosti bylo nejvyšší těžby cca 100 Mt dosaženo v roce 1984, kdy začala těžba s malými výkyvy v letech strmě klesat až na cca 43,5 Mt v roce V roce 2011 se však vytěžilo o cca 3 Mt více. Růst těžby hnědého uhlí až o 370 % v roce 1984 proti roku 1950 umožnilo podstatné rozšíření povrchové těžby a její mechanizace. Víceméně obdobný charakter jako křivka vyjadřující množství vytěženého hnědého uhlí v bývalém Československu a od v ČR má i křivka výroby elektrické energie. Rozdílné je pouze období mezi roky , kdy vyvrcholil objem vyrobené elektrické energie, a pak léta V této době je pokryt nárůst výroby elektrické energie energií vyrobenou nejprve v jaderné elektrárně Dukovany a později také v Temelíně. Je celkem logické, že se zvýšená poptávka po uhlí projevila i ve výrazném úbytku množství jeho zásob Obr. 2. Vývoj těžby černého a hnědého uhlí v Mt a výroby elektrické energie TWh v bývalém Československu a v České republice v letech J. Pešek, originál. 1 2 těžba hnědého uhlí: 1 v býv. Československu, 2 v České republice, 3 4 výroba elektrické energie: 3 v býv. Československu, 4 v České republice, 5 6 těžba černého uhlí: 5 v býv. Československu, 6 v České republice.

5 S více než 150 let trvající poměrně intenzivní těžbou uhlí (první písemné doklady o těžbě uhlí u nás pocházejí z 15. století) souvisí značné vyčerpání jeho zásob v poměrně blízké budoucnosti. Jejich význam je však pro naši ekonomiku nezastupitelný. Současná těžba hnědého a černého uhlí pokrývá spotřebu v ČR a část černého uhlí se dokonce vyváží do zahraničí. Hnědé uhlí se používá především pro výrobu elektrické energie, tepla a k otopu v domácnostech. Struktura výroby elektrické energie v ČR je však, v porovnání se strukturou její výroby v Evropské unii, výrazně odlišná (obr. 3), což souvisí s rozdílných charakterem naší surovinové základny. Množství vyrobené elektrické energie kryje nejen naši domácí spotřebu, ale část této komodity prodáváme do zahraničí. To řadí ČR mezi několik málo států Evropské unie, které elektrickou energii exportují. Ložiska černého a hnědého uhlí nejsou zajímavá pouze z ekonomického, ale též z genetického hlediska, což vytvořilo velmi příznivé podmínky pro širokou paletu jejich základního i aplikovaného výzkumu. Česká uhelná geologie má proto díky těmto možnostem dlouhou, více než dvě staletí trvající tradici. Řada našich geologů, paleontologů a dalších specialistů přispěla k výzkumu uhlonosných pánví mnoha významnými vědeckými pracemi. Jejich vznik umožnil jak rozsáhlý povrchový průzkum, tak otvírka nových povrchových i hlubinných dolů. Tento trend vyvrcholil v období mezi padesátými lety a přelomem osmdesátých a devadesátých let minulého století přechodem ekonomiky na tržní prostředí. Změna struktury průmyslu a s tím související snížení jeho energetické náročnosti se po roce 1989 odrazily v poněkud překotném uzavírání tzv. nerentabilních dolů. To se projevilo výrazným snížením množství vytěženého černého a hnědého uhlí na území bývalého Československa a následně i nově vzniklé ČR (obr. 2). Před vyčerpáním Předmluva 9 A B Obr. 3. Porovnání zdrojů, ze kterých se v roce 2007 vyráběla elektrická energie ve státech Evropské unie v roce 2007 (A) a v roce 2010 v České republice (B). Sine (2010b) a sine (2010c). 1 2 uhlí: 1 hnědé, 2 černé, 3 plynná paliva, 4 ropa, 5 jaderné palivo, 6 různé obnovitelné zdroje, mimo * vodní zdroje, ** vodní zdroje včetně přečerpávacích elektráren, 7 ostatní zdroje.

6 Svrchnopaleozoické uhlonosné pánve na území České republiky 27 Tabulka 5. Litostratigrafické členění karbonu české a polské části hornoslezské pánve. Česká část pánve M. Sivek et al. (2003), upraveno, polská část Z. Dembowski (1972), J. Jureczka (1988), A. Kotas et al. (1988), J. Jureczka et al. (2005).

7 30 Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky Celkový počet faunistických horizontů zjištěných Řehořem a Řehořovou (1972) v této jednotce přesahuje čtyřicet, z nich 26 má mořskou faunu. Hrušovské vrstvy vykazují písčitost až asi 49 %. Ojediněle jsou některé sloje hrušovských vrstev těženy i dnes v zakleslých krách na závodě Staříč Dolu Paskov. Jaklovecké vrstvy jsou komplexem depozit mezi stropem Enniny skupiny mořských horizontů a stropem skupiny mořských horizontů Barbory. Jsou až 420 m mocné, s patrným výrazným snížením mocnosti k JV až asi na polovinu. Písčitost jakloveckých vrstev dosahuje až 60 %, objevují se i tenké vložky slepenců, stoupá příměs K-živců. Se zmenšující se mocností této jednotky se snižuje i její uhlonosnost. Řehoř a Řehořová (1972) v nich zjistili až 34 převážně sladkovodních faunistických horizontů. Sloje této jednotky se v současné době nedobývají. Porubské vrstvy kladou Dopita et al. (1997) mezi svrchní vrstevní plochu Barbořiny skupiny faunistických horizontů a bázi sloje Prokop. Jednotka tedy zahrnuje i část Havlenou (1964) vyčleněných vrstev sloje Prokop. Jím nově vymezená jednotka se v praxi neujala. Porubské vrstvy obsahují ve své svrchní části poslední skupinu mořských horizontů v pánvi, tzv. Gaeblerovu skupinu. Porubské vrstvy jsou na Karvinsku až 720 m mocné, zatímco na mnoha místech z. od orlovské struktury je zachováno pouze jejich torzo, stejně jako u většiny předchozích jednotek. Směrem k J a k V jejich mocnost klesá až na polovinu. Z porubských vrstev je známo až 35 faunistických horizontů, z nich 20 obsahuje mořskou nebo lingulovou faunu (Řehoř Řehořová 1972). Písčitost této jednotky přesahuje 50 %. Při bázi porubských vrstev leží tzv. zámecký slepenec (příl. I-3). Jde o komplex střednozrnných až hrubozrnných pískovců zejména na bázi se slepencovými polohami. Mocnost i počet slepencových poloh od místa klasického výskytu zámeckého slepence v ostravské, případně i v petřvaldské brachysynklinále směrem na V i J rychle klesá. V bezprostředním podloží sloje Prokop (Havlena 1964, Dopita Králík 1971) byl na několika místech zjištěn bělavý křemenný pískovec až křemenec, tzv. ganistr. Porubské vrstvy jsou v současné době těženy několika doly v karvinské části pánve. Karvinské souvrství Tato depozita, stáří střední namur až langsett, označuje Havlena (1976) jako kontinentální uhlonosnou molasu, která se ukládala po hiátu mezi spodním a středním namurem. Přerušení sedimentace dokládá až několik desítek cm mocná poloha silkrustové fosilní půdy ganistru (viz výše) nebo černého písčitého karbonátu prorostlého apendixy stigmarií v bezprostředním podloží sloje Prokop. Jeho délku, kterou dokládá nepřítomnost sedimentů goniatitové zóny H, odhadují Dopita et al. (1997) na 2 4 mil. let. Toto období, které se odráží též v náhlé změně makro- i mikroskopického rostlinného > Příloha I. Čs. část hornoslezské pánve. 1. Sloj Albert. Čs. část hornoslezské pánve, petřkovické vrstvy. Skanzen na býv. Dolu Anselm. Foto J. Pešek. 2. Příkře ukloněné sedimenty petřkovických vrstev se slojí Neočekávaný. Čs. část hornoslezské pánve, defilé na Landeku. Foto J. Jirásek. 3. Zámecký slepenec. Čs. část hornoslezské pánve, porubské vrstvy. Foto L. Sedláčková. 4. Eroze a vyklínění sloje 39 (514/516) ve tvaru rybího ocasu. Čs. část hornoslezské pánve, Důl Darkov, sedlové vrstvy. Foto archiv M. Sivka. 5. Zjalovění sloje 562/564. Čs. část hornoslezské pánve, Důl František, sedlové vrstvy. Foto F. Kovács. 6. Stojatý kmen v nadloží sloje 36 (546/554). Čs. část hornoslezské pánve, Důl František, sedlové vrstvy. Foto F. Kovács.

8

9 Terciérní pánve Podkrušnohorské pánve Terciérní sedimenty a neovulkanity vyplňují ssv. jjz. směrem protažené území o rozloze asi 1900 km 2. Vytvářejí dnes tři samostatné pánve severočeskou (mosteckou), sokolovskou a chebskou (obr. 4). Přes určitou odlišnost mají tyto pánve některé společné znaky. Jejich depozita tvoří výplň morfologicky nápadné deprese, jednostranného příkopu (Elznic et al. 2007), který Kopecký (in Kopecký et al. 1970) označil jako oherský (oharský nebo také ohárecký) rift 8. Terciérní sedimentace začala v podkrušnohorských pánvích v eocénu vyplňováním patrně izolovaných depresí. Tato eocenní klastika se ukládala v podstatně odlišném území (např. na Sokolovsku výrazně přesahovala k J), než jaké dnes pokrývají oligocenní a miocenní sedimenty. Teprve ve spodním miocénu zejména severočeská a sokolovská pánev, odmyslíme-li si jejich původně větší rozlohu, se do určité míry přibližují své současné podobě. Pomineme-li dvě nejstarší terasy řeky Ohře, pak s výjimkou chebské pánve, ve které se zachovala ještě pliocenní pánevní klastika, jsou v obou zbývajících pánvích nejmladšími sedimenty kromě kvartéru svrchnoburdigalská depozita. Nelze však vyloučit, že se v nadloží spodního miocénu uložila ještě další terciérní depozita, která však byla později erodována. Severočeská (mostecká) hnědouhelná pánev Severočeská hnědouhelná pánev 9 (SHP) je největší a také nejdůležitější podkrušnohorskou pánví (obr. 27). Vyplňuje ji až 550 m mocný eocenní až miocenní komplex o rozloze asi 1420 km 2. Část pánve, považovaná z provozního, ekonomického a technického hlediska za území možné těžby, se označuje jako Severočeský hnědouhelný revír (SHR). Větší část SHP je zakryta kvartérními sedimenty. Kromě terasových písků a štěrků se v pánvi vyskytují poměrně hrubá deluviální a proluviální klastika, spraše a jezerní jílové sedimenty. 8 Existenci oherského riftu protiřečí podle Elznice et al. (2007) především nikoliv synsedimentární, ale až postsedimentární aktivita krušnohorského zlomu na S této struktury, dále příčnými zlomy dislokovaný průběh litoměřického hlubinného zlomu, který tuto strukturu podle Kopeckého (in např. Kopecký et al. 1970) omezuje na J, a neprůkaznost jeho synsedimentárního vlivu na sedimentaci v podkrušnohorských pánvích. 9 V tomto textu se přikláníme k názvu severočeská hnědouhelná pánev, resp. severočeská pánev, nejen proto, že je dodnes běžně používaný většinou pracovníků této pánve, ale především proto, že označení mostecká pánev nepovažujeme za šťastné. Může být totiž chápáno pouze jako část chomutovsko-mostecko-teplické pánve, jejíž název Havlena (1964) změnil na pánev chomutovsko-ústeckou. Mosteckou pánev jako součást SHP takto chápou i Valášek a Chytka (2009).

10 108 Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky Tabulka 10. Korelace základních litostratigrafických jednotek terestrického terciéru vyčleňovaných na území České republiky. J. Pešek et al. (2010a). Ma stáří jednotky v mil. let, Pg palynologická biozóna definovaná Krutzschem, MN savčí biozóna. středohoří a Doupovského vulkanického centra, tj. než produkty hlavní neovulkanické fáze. Na rozdíl od Sokolovska byla v SHP většina těchto sedimentů erodována. Jediné plošně rozsáhlejší území, kde se vyskytují až několik desítek metrů mocná depozita této jednotky, označovaná zde jako podbořanské písky a pískovce, leží při jz. okraji pánve. Tvoří je především kaolinitické, místy dobře vytříděné pískovce až arkózovité pískovce a slepence se zvýšeným obsahem živců. Střezovské souvrství Po hiátu se horniny střezovského souvrství, stáří priabon až rupel, ukládaly dílem na relikty klastik předchozí jednotky, většinou však nasedají na zvětralé sedimenty svrchní křídy nebo na krystalinikum. Depozita této jednotky se pravděpodobně neukládala ve stejnou dobu po celé pánvi, protože vulkanická činnost postupně dělila území pánve a její okolí na větší počet vzájemně nesouvisejících samostatně se vyvíjejících území. V tomto období opakovaně pronikala na povrch pánve a do jejího okolí řada různých typů alkalických hornin, z nichž nejčastější jsou bazalty, méně hojné jsou trachyty. Kopecký et al. (1990) je řadí do hlavní neovulkanické fáze. Zatímco na Z pánve jsou tato tělesa mocná převážně do cca 100 m a svým chemismem se blíží vulkanitům Doupovských hor, směrem k V se jejich mocnost snižuje na několik málo desítek

11 metrů. Krátce po vytvoření prvních vulkanických těles, doprovázených pyroklastiky, tufy a tufity, začala vzhledem k teplému klimatu jejich poměrně rychlá argilitizace a destrukce. Vznikaly pestré jílovité zvětraliny kaolinitické a montmorillonitické jíly až jemnozrnné pískovce. Vložky v pyroklastikách tvoří až několik dm mocné polohy karbonátů, diatomitů, uhelnatých jílů až tenkých uhelných slojí. Mostecké souvrství Mostecké souvrství, stáří chatt až burdigal, mocné až více než 500 m, zahrnuje svrchnooligocenní sedimenty a veškerá miocenní vulkanoklastika SHP mladší než neovulkanity hlavní neovulkanické fáze. Ukládání sedimentů bazální jednotky (duchcovských vrstev) nezačalo po hiátu v celé pánvi ve stejnou dobu. Různá intenzita subsidence se projevila střídáním sedimentačních prostředí a jejich vzájemným ovlivňováním. Charakter výplně pánve výrazně a natrvalo ovlivnil průnik žatecké řeky, která do ní přitékala od J až JZ. V době průniku žatecké řeky byly v SHP, zejména v jejích nejsevernějších částech, tj. na J od dnešních Krušných hor, rozšířeny uhlotvorné mokřady, pralesy a bažiny holešických vrstev. Ty pokrývaly téměř souvislé území dnešního Ústecka, Mostecka, Chomutovska, Kadaňska a Pětipeska, ze kterých zde vznikla spodní část hlavní sloje holešických vrstev. Přibližně v úrovni vzniku svrchní lávky hlavní sloje pronikl do pánve v širším okolí Bíliny další tok nebo sem zasáhlo rameno žatecké řeky. Postupný zánik uhlotvorného prostředí holešických vrstev byl způsoben intenzivnějším poklesem pánevního dna, po kterém následovalo rozšíření jezera libkovických vrstev téměř po celé pánvi. Duchcovské vrstvy, náležející do chattu až aquitanu, jsou mocné od několika metrů až do 150 m. Svým petrografickým charakterem jsou jednoznačně nejpestřejší jednotkou mosteckého souvrství. Z tohoto důvodu se v nich vyčleňuje několik komplexů, které se od sebe odlišují jak petrograficky, tak genezí. Označují se jako vývoje. Nejčastěji jsou duchcovské vrstvy ve vulkanogenním vývoji, který zahrnuje širokou škálu hornin různé zrnitosti, množství a charakteru vulkanogenních hornin s polohami limonitických pískovců, místy s příměsí sideritu. Naspodu tohoto vývoje se často vyskytují pestré kaolinitické nebo montmorillonitické jíly, které vznikaly redepozicí rozvětralých neovulkanitů. Rozdílný synsedimentární pokles jednotlivých ker dna pánve způsobil, že ukládání sedimentů začalo v menších vodních nádržích na několika více či méně vzdálených místech. Časem se tyto bazény zvětšovaly a postupně se spojily ve dva rozsáhlejší areály. Méně častý je pískovcový vývoj, ale pokud se v duchcovských vrstvách vyskytuje, pak jeho depozita leží vždy v nadloží uloženin předchozího vývoje. V těchto sedimentech se vyskytují také nepříliš mocné slojky a uhelnaté jílovce, případně pórovité sladkovodní vápence. Holešické vrstvy, stáří svrchní chatt až aquitan, jsou složitým a pestrým komplexem depozit. V produktivním vývoji je tvoří hlavní sloj mocná v průměru několik desítek, maximálně až více než 70 m. V neproduktivním vývoji je tato sloj v širším okolí Žatce nahrazena místy až více než 200 m mocným komplexem klastik. Oba tyto vývoje od sebe odděluje přechodné území, ve kterém se v prostoru i čase střídají různě mocné polohy uhlí a různozrnná klastika. Z regionálněgeologického hlediska lze produktivní holešické vrstvy rozdělit do dvou odlišných celků vyplňujících v. a z. až jz. části pánve. Východní část pánve dnes dělí lahošťský příčný práh (viz str. 111) do dvou podoblastí: východní ústecko-teplické a západní mostecké. V této části pánve je sloj zpravidla Terciérní pánve 109

12 110 Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky kvalitnější. Na řadě míst ji lze rozdělit do tří lávek, někdy také označovaných jako spodní, hlavní a svrchní sloj. Zatímco ve v. podoblasti je hlavní sloj většinou 12 až 15 m mocná, v centrální části z. podoblasti dosahuje nebo dokonce přesahuje 30 m. Růst mocnosti sloje se v mostecké (z.) podoblasti obecně zvyšuje v důsledku přibývání popelnatosti uhlí také od krušnohorského okraje pánve směrem k J, tj. směrem k Českému středohoří. V pruhu sv. jz. směru mezi Černicemi a Horním Jiřetínem na Mostecku se vyskytuje nápadně zmohutnělá sloj místy až více než 70 m mocná. Z východní poloviny pánve jsou známy výskyty sloje téměř bez jílovité příměsi nebo jen s obsahem popela pod 4 %. V širším okolí Bíliny pronikl ve svrchní části holešických vrstev do mokřadu samostatný tok, resp. jedno z ramen žatecké řeky. V západní a v jz. části pánve bývá sloj jílovitá a výrazně méně kvalitní. Na mnoha místech je rozdělena vložkami jílů a písků do několika až celé řady uhelných slojek a lávek nebo poloh uhelnatých jílovitých hornin. To je důsledek někdejšího styku rašeliniště s žateckou řekou, která přinášela do uhlotvorných mokřadů podstatnou část klastických usazenin jíly, prachy a písky. Produktivní vývoj holešických vrstev nahrazují na JZ pánve jemnozrnná, méně často až hrubozrnná klastika tzv. žatecké delty. Jedná se o území asi 200 km 2 velké, kam od J nebo JZ ústila žatecká řeka (obr. 27). Směrem k SZ, S a SV přechází tato tzv. neproduktivní část pánve do přechodného území o rozloze asi 500 km 2. V něm nerovnoměrně progradovala žatecká řeka do uhlotvorného prostředí. V období vzniku svrchní části hlavní sloje byla na Bílinsko, Duchcovsko a na Mostecko přinášena klastika (písky, prachy) označovaná jako kuřavky. Ty zejména v minulosti (příl. IV-1) znamenaly mimořádné nebezpečí průvalů tekutých písků do důlních děl a možnost vzniku náhlých propadů povrchu, ke kterým místy dochází dosud. Tato klastika vyplňovala říční koryta, nebo se ukládala v lokálně vyvinutých jezerech. V tomto území docházelo ke vzájemnému přetlačování uhlotvorby s fluviolakustrinním prostředím, které se projevuje buď úplnou absencí uhelné sloje, resp. jejím štěpením, zvýšenou popelnatostí nebo řadou dalších anomálií. Havlena (1964) toto území nazval bílinskou deltou (obr. 27). V holešických vrstvách byla zcela překryta větší část neovulkanitů Českého středohoří a ukládaly se tam pánevní sedimenty včetně uhelné sloje. Obdobně na tom byly přilehlé části dnešních Krušných hor, kam místy také zasahovala rašeliniště. Zcela zakryt byl i střezovský hřbet a další podobné struktury, např. jezeřsko-ryzelský a lahošťský hřbet (viz níže). Libkovické vrstvy, stáří burdigal, dokládají zánik uhlotvorby na území SHP. Severočeská pánev měla v době ukládání sedimentů této jednotky patrně vůbec největší rozlohu, jakou kdy měla během miocénu, a to jak směrem k J, tak částečně i na S od jejího dnešního okraje. Na její větší části vzniklo rozsáhlé jezero, ve kterém se usadil přes 250 m mocný komplex převážně pelitů. Ty obsahují četné konkrece pelosideritů, které rozdělují libkovické vrstvy na spodní a svrchní část. V jejich spodní části vytvářejí pelosiderity slabé vložky až několikametrové čočkovité konkrece. Podél krušnohorského okraje pánve se na plošně omezeném území vyskytují písky a písčitojílovité uloženiny. Přínos materiálu z území krystalinika byl popsán z báze libkovických vrstev také z lahošťského příčného prahu na Teplicku. Zelenka a Polický (1964) zde zaznamenali několik říčních koryt meandrujících toků vyplněných až několik metrů mocnými vrstvami písků, jemných štěrčíků a štěrků s valounky křemene až do velikosti 3 cm. Podobné jevy jsou známy také z území bílinské delty. Ve vyšší části těchto koryt, zahloubených

13 116 Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky Prouhelnění do stadia hnědouhelného metatypu, tj. do hnědého uhlí typu A či subbitumenního uhlí ve smyslu klasifikace sine (1998), bylo zjištěno v hlavní sloji v nejhlubší části pánve na území mezi obcemi Hrdlovka a Osek a v. od obce Lom v místech dobývacího prostoru býv. Dolu Gottwald (např. Svoboda Beneš 1955). Lesklé páskované, téměř černé uhlí s obsahem A d < 5 % z bývalého Dolu Gottwald mělo původní vlhkost (W tr ) 18,3 25,1 %, obsah prchavé hořlaviny (V daf ) 44,5 48,4 %, spalné teplo (Q s daf ) 30,8 31,5 MJ. kg 1, odraznost (R o ) 0,41 0,45 %, obsah organické síry (S org daf ) 0,1 1,0 %, uhlíku (C daf ) 75 81%, vodíku (H daf ) 5,3 5,7%, dusíku (N daf ) 0,96 1,3 % a kyslíku (O daf )16,7 19,8 % (např. Zelenka 1973, Sýkorová et al a 1997). Hnědé uhlí prouhelněné do stadia hnědouhelné ortofáze, či hnědého uhlí B ve smyslu klasifikace sine (1998) je nejrozšířenějším typem uhlí ve v., střední a z. části pánve. Ortotypní matné hnědé uhlí má tyto chemicko-technologické parametry: W t r 20,2 38,5 %, V daf 44,7 57,1 %, Q s daf 18,8 31,4 MJ. kg 1, R o 0,31 0,39 %, S org daf 0,0 6,2 %, C daf 43,5 74,9 %, H daf 4,9 5,9 %, N daf 0,7 1,4 % a O daf 17,2 25,3 %. Menší stupeň prouhelnění (hnědouhelný ortotyp až hemityp, resp. hnědé uhlí B až C) v z. části SHP má uhlí v lomech Libouš, Merkur a dále na Pětipesku s těmito parametry: W t r 29,7 40,0 %, V daf 50,6 56,0 %, Q s daf 24,9 31,4 MJ. kg 1, R o 0,28 0,37 %, S org daf 0,2 3,0 %, C daf 62,0 70,2 %, H daf 4,8 5,7 %, N daf 1,2 1,6 % a O daf 21,2 29,7 %. Obsah popela v uhlí SHP kolísá od 2,6 do 69,9 %. Nejmenší množství popela 2,6 8,0 % bylo zjištěno v xylitickém uhlí, zatímco v detroxylitickém, xylodetritickém, semidetritickém a detritickém uhlí kolísá cca od 8 do 50 % (např. Zelenka 1973). Kromě množství popela je důležitým ukazatelem jeho tavitelnost s teplotou měknutí t A(ox) 1100 C až 1502 C, teplotou tání t B(ox) 1140 C až 1502 C a teplotou tečení t C(ox) 1165 C až 1502 C (Hubáček 1964, Zelenka 1972). Převážná část uhlí SHP obsahuje středně až těžko tavitelné popely s teplotami tání vyššími než 1200 C až nad 1500 C. Lehce tavitelné popely s teplotou tání pod 1200 C pocházejí často z uhlí s obsahem popela menším než 10 % A d a s převážnou částí primární minerální příměsí s vyšším obsahem alkálií, kovů alkalických zemin a železa. Obsahy TiO 2 kolísají v uhelné sloji od 0,1 % do 5,9 % v závislosti na množství příměsi vulkanického materiálu a jeho zvětralin redeponovaných do rašeliniště. Minerální látky v uhlí jsou zdrojem prvků, které mají často nepříznivý vliv na životní prostředí a na zdraví lidí. Z těchto důvodů se v uhlí sleduje řada prvků a jejich sloučenin, které jsou podle stupně nebezpečí seřazeny v pořadí: síra, berylium, kadmium, arzen, rtuť, kobalt, thalium, selen, telur, antimon, cín, fluor, chrom, měď, olovo, vanad, zinek, brom a chlor (Macůrek et al. 1997). Typickou součástí uhlí SHP je síra. Průměrný obsah veškeré síry (S td ) v hlavní sloji stoupá v pánvi generelně od V k Z. Nejnižší obsahy S t d kolem průměru 0,5 % jsou známy z uhlí těženého předčasně uzavřeným povrchovým dolem u Chabařovic. Obsahy >1 % S t d jsou v této části pánve vázány na území podél krušnohorského okraje pánve. Na této lokalitě a také v cent- > Příl. IV. Severočeská hnědouhelná pánev. 1. Propad části kolejiště v roce 1895 v býv. nádraží v Mostě. Foto archiv A. Elznice. 2. Stará důlní chodba ražená v hlavní sloji. Mostecké souvrství, holešické vrstvy, Důl Bílina. Foto J. Pešek. 3. Spodní lávka hlavní sloje s četnými jílovitými proplástky. Mostecké souvrství, holešické vrstvy, Důl Bílina. Foto J. Pešek. 4. Přesun kostela Nanebevzetí Panny Marie ze starého Mostu v roce Foto A. Elznic. 5. Pohled do lomu ČSA. Foto A. Elznic.

14

15 118 Uhlonosné pánve a ložiska černého a hnědého uhlí České republiky rální tj. v nejhlubší části pánve se průměrné obsahy S t d pohybují v rozmezí převážně kolem 1,0 1,5 %. Větší variabilita hodnot s maximy kolem 6,7 % S t d (Mach et al. 2001) až 11 % (Zelenka 1993) se ve vertikálním profilu sloje projevuje v okolí některých významných struktur a místy i v oblasti bílinské delty. Na jz. okraji jednotného vývoje hlavní sloje, těžené lomy Libouš a Merkur, jsou průměrné obsahy S t d v rozmezí 1 1,5 % a ve spodních slojích (lávkách) mohou převyšovat i 3 %. Na Pětipesku dosahují maximální obsahy S t d až 7,5 % (Schejbal et al. 2005). Mimořádná pozornost byla věnována distribuci síry těžené lomem ČSA, kde obsahy S t d kolísaly v rozmezí od 0,1 do 15,8 %. Stopové a minoritní prvky Nejsledovanějším prvkem v SHP je arzen, jehož průměrné obsahy jsou 9,9 ppm v uhlí (Macůrek et al. 1997) a 39,9 ppm v popelu uhlí (Bouška Pešek 1999a, b). Nejvyšší obsahy arzenu až 387 ppm, antimonu 7,5 ppm a wolframu 108,5 ppm byly zjištěny v uhlí z velkolomu ČSA. Kromě arzenu byly v pánvi ještě zaznamenány vyšší koncentrace berylia, olova, vanadu, fluoru, chromu, mědi a selenu (Bouška Pešek 1999a, b). V mineralizovaném uhlí s větší příměsí jílových minerálů byly zjištěny vyšší koncentrace chromu (82 ppm), manganu (97 ppm), titanu (7162 ppm) a vanadu (8 ppm). Těžba uhlí Podle Schenka (1973) bylo do roku 1971 v SHP a v reliktech terciéru v jejím okolí otevřeno 1653 hlubinných dolů a štol a 186 povrchových lomů. V souvislosti s těžbou uhlí bylo v tomto regionu až dosud zcela nebo částečně zlikvidováno 99 obcí (Valášek Chytka 2009). Mimořádnou pozornost vyvolal v roce 1975 unikátní, technicky náročný přesun kostela (příl. IV-4) z bývalého Mostu, který blokoval asi 100 mil. t zásob uhlí, mimo území ohrožená těžbou. Postupující, zejména lomová těžba si vyžádala i likvidaci, resp. přeložky řady silnic a vodních toků a také vytvoření nových železničních koridorů. V současné době jsou v pánvi otevřeny tyto doly: Bílina, Libouš, ČSA (příl. IV-5), Jan Šverma Vršany a jediný hlubinný Důl Centrum. Těžbu uhlí zajišťují společnosti Severočeské doly, a. s., a podniky, které vznikly rozdělením býv. Mostecké uhelné společnosti, a. s., tj. Litvínovská uhelná, a. s., Vršanská uhelná, a. s., a Důl Kohinoor, a. s. Z celkové průměrné hmotnosti ročně vytěženého uhlí, která se v letech 2008 a 2011 pohybovala mezi 47,5 a 45,4 mil. t (v roce 2010 to byly necelé 44 mil. t), pochází z Dolu Centrum pouze cca 0,5 mil. t. V minulosti však bylo hlubinnou těžbou produkováno daleko větší procento ročně vydobytého uhlí. Výrubnosti těžených lávek v dobývaném bloku se podle použité metody hlubinného dobývání pohybovala od cca 5 % u chodbicování až do 90 % u pilířování. Při přepočtu na celkovou mocnost sloje pak výrubnost mohla výjimečně dosáhnout i více než 70 %, většinou se však pohybovala okolo %. Povrchová těžba se v SHP používala již od prvopočátků dobývání. Nejprve se jednalo o ruční selské dobývky na výchozech sloje. Ruční dobývání skrývky a uhlí umožňovalo těžbu skrývky do hloubek pouze kolem 10 m. Na exploataci uhlí i skrývky se prakticky až do 2. světové války používala především parní lžícová a korečková rýpadla, která byla nahrazena rýpadly elektrickými. Uhlí i skrývka se dopravovaly vozíky nejprve taženými koňmi, později úzkorozchodnými

16 Terciérní pánve 119 parními lokomotivami. Významnější rozvoj povrchového dobývání nastal kolem roku 1900 a pak po skončení 2. světové války. V 50. letech minulého století bylo rozhodnuto o přechodu z diskontinuální technologie (lopatová rýpadla a odtah železničními vozy) na technologii kontinuální s kolesovými a korečkovými rýpadly a s dálkovou pasovou dopravou. Na rozdíl od hlubinné těžby uhlí dosahuje výrubnost při všech typech lomového dobývání (malolom, velkolom) hodnoty kolem %. Těžba a spalování uhlí významně narušují životní prostředí v Podkrušnohoří. Teprve výstavba až 300 m vysokých elektrárenských komínů a odsíření s cca 90% účinností všech elektráren společností ČEZ zahájené v roce 1991 a náhrada některých bloků spalujících práškové uhlí fluidními kotli vedlo k určitému zlepšení životního prostředí v tomto regionu. Velký význam má i povinnost ukládat škváru, popílek a odpady z odsíření do utěsněných skládek, pokud nejsou upraveny tak, že mají minimální vyluhovatelnost. Zásoby a předpokládaná délka těžby V severočeské pánvi bylo v roce 2009 evidováno cca 9,3 mld. t geologických zásob uhlí (Valášek 1995 upraveno podle hmotnosti těžeb v letech ). Hmotnost vytěžitelných zásob v činných dolech vyčíslila k tzv. Pačesova komise (sine 2008) na celkem 743,5 mil. t s očekávaným navýšením o dalších 122,8 mil. t po přeložení tzv. hořanského koridoru. Stupeň prozkoumanosti a rozfáranosti sedimentární výplně této pánve je natolik vysoký, že v ní lze prakticky s jistotou vyloučit jakýkoliv objev významnějšího množství až dosud neznámých zásob uhlí. Životnost těžebních lokalit a tím i životnost celé pánve závisí na tom, zda budou zachovány územní a ekologické limity (ÚEL) stanovené v roce 1991 vládou ČR (v tom případě skončí těžba uhlí v SHP kolem roku 2045), nebo zda tyto limity budou zrušeny a v jakém rozsahu. Pokud by byly zrušeny veškeré ÚEL, bylo by možné prodloužit těžbu uhlí v této pánvi až za hranici 21. století. Vytěžitelné zásoby za hranicemi ÚEL, které by v případě jejich zrušení bylo možné využít, činí podle Starého et al. (2009) až asi 0,9 mld. t. Např. rozšířením DP ČSA, největšího povrchového dolu v ČR, by jeho zásoby mohly vzrůst až o 750 mil. t. Doba těžby tohoto dolu, která by měla skončit kolem roku 2021, by se tak mohla prodloužit až do příštího století. Doprovodné suroviny Kromě uhlí je z území SHP známa řada dalších nerostných surovin. Nadložní jíly a jílovce je možné využívat jako cihlářskou surovinu, v podstatně menší míře se jedná o jíly keramické nebo jíly vhodné pro výrobu zdících a stavebních prvků. Jíly lze také použít pro výrobu keramzitu nebo jako vhodnou těsnicí hmotu. Vysoká vaznost a pevnost jílů za syrova je vhodná pro výrobu slévárenských forem. Písky slouží ve stavebnictví jako maltařská surovina, resp. z nich lze vytvářet sypaná zemní tělesa. Využívají se také jako ostřivo ve sklářském průmyslu. V podloží sloje se vyskytují jíly se zvýšeným obsahem hliníku a titanu, ověřené na několika lokalitách. Z hlubšího podloží sloje jsou známa ložiska bentonitu. Zvětralé uhlí oxyhumolit bylo využíváno v barvířském průmyslu. V současné době se humáty používají i v dalších oborech. Velmi zajímavou surovinou jsou vypálené jíly porcelanity, které se hodí jako podsypový materiál pro dočasné cesty a kolejiště v lomech. Těží se i kaolin a vápenec. Doprovodné suroviny se těží v povrchových dolech vesměs pouze příležitostně v obdobích, když je zaručen jejich odbyt. V severočeské pánvi se vyskytuje řada lokalit s vývěry minerálních vod. Nejznámější z nich jsou nepochybně lázně Teplice v Čechách.