MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Tomáš LEHOTSKÝ TAXONOMIE GONIATITOVÉ FAUNY, BIOSTRATIGRAFIE A PALEOEKOLOGIE JESENICKÉHO A DRAHANSKÉHO KULMU Disertační práce Školitel: prof. RNDr. Jan Zapletal, CSc. Brno, 2008
Bibliografická identifikace Jméno a příjmení autora: Tomáš Lehotský Název disertační práce: Taxonomie goniatitové fauny, biostratigrafie a paleoekologie drahanského a jesenického kulmu Název disertační práce anglicky: Taxonomy of the Goniatite Fauna, Biostratigraphy and Palaeoecology of the Drahany and Nízký Jeseník Culm Studijní program: 1201V Geologie, doktorský studijní program Studijní obor (směr), kombinace oborů: 1201V003 Geologické vědy se zaměřeními Školitel: prof. RNDr. Jan Zapletal, CSc. Rok obhajoby: 2008 Klíčová slova v češtině: Klíčová slova v angličtině: Taxonomie, goniatitová fauna, biostratigrafie, paleoekologie, spodní karbon, kulmská facie, Nízký Jeseník, Drahanská vrchovina Taxonomy, Goniatite Fauna, Biostratigraphy, Palaeoecology, Lower Carboniferous, Culm Facies, Nízký Jeseník Mts., Drahany Upland 2
Tomáš Lehotský, Masarykova univerzita, 2008 3
Na tomto místě bych chtěl poděkovat všem, kteří byli nápomocni sepsání této disertační práce. Především děkuji školiteli prof. RNDr. Janu Zapletalovi CSc. za cenné rady a připomínky a dále všem pracovníkům muzejních institucí a soukromým sběratelům nejen v České republice za ochotu, se kterou zpřístupnili své sbírkové fondy. 4
Prohlašuji, že jsem disertační práci vypracoval sám a že jsem uvedl veškeré zdroje literatury. V Brně 20. 8. 2008... 5
Abstrakt: Taxonomie goniatitové fauny, biostratigrafie a paleoekologie drahanského a jesenického kulmu Kulmské sedimenty na Moravě a ve Slezsku jsou vyvinuty v podélné struktuře jz. sv. směru na východním okraji Českého masivu. V zásadě se rozlišují dvě hlavní sedimentační pánve: drahanská a nízkojesenická. Sedimenty Drahanské vrchoviny se litostratigraficky dělí na tři souvrství protivanovské (spodní střední visé), rozstáňské (svrchní visé, zóny Peδ Goα) a myslejovické (svrchní visé, zóny Goα Goγ). Nízký Jeseník je členěn do čtyř souvrství: andělskohorské (spodní až střední visé), hornobenešovské (střední svrchní visé), moravické (svrchní visé, subzóny Goα 2 3 - Goβ mu ) a hradecko-kyjovické (svrchní visé až namur, subzóny Goβ spi až po zónu E1). V disertační práci je provedena revize goniatitové fauny. V drahanském a jesenickém kulmu bylo zjištěno a popsáno celkem 16 rodů goniatitů sdružených do osmi čeledí: Eoglyphioceras, Sudeticeras, Nomismoceras, Girtyoceras, Calygirtyoceras, Sulcogirtyoceras, Edmooroceras, Paradimorphoceras, Goniatites, Arnsbergites, Hibernicoceras, Paraglyphioceras, Lusitanoceras, Emstites, Neoglyphioceras a Lusitanites. Na základě studia společenstev fauny a ichnofauny jsou diskutovány biostratigrafické a paleoekologické závěry. 6
Dissertation Abstract: Taxonomy of the Goniatite Fauna, Biostratigraphy and Palaeoecology of the Drahany and Nízký Jeseník Culm The Culm sediments of the Moravian-Silesian region are preserved in an elongated, SW-NE trending structure on the eastern margin of the Bohemian Massif. Two Culm basins are generally recognized in the Moravian-Silesian Zone: the Drahany Basin and the Nízký Jeseník Basin. The fill of the Drahany Basin has been lithostratigraphically subdivided into three formations: the Protivanov Formation of early to late Viséan age (Peγ to Peδ Zone), the Rozstání Formation of late Viséan age (Peδ to Goα Zone), and the Myslejovice Formation of late Viséan age (Goα to Goγ Zone), each consisting of several members. The lithostratigraphic succession of the Nízký Jeseník Basin has been subdivided into four formations: the Andělská Hora Formation of early Viséan to middle Viséan age, the Horní Benešov Formation of middle to late Viséan age, the Moravice Formation of late Viséan age (Goα 2 3 to Goβ mu Subzone), and the Hradec-Kyjovice Formation ranging from the late Viséan to the lowermost part of the Namurian (Goβ spi Subzone to E1 Zone). The Goniatite Fauna of the Lower Carboniferous strata of the Nízký Jeseník Mts. and Drahany Upland is revisited in the present Dissertation Thesis. The sixteen genera of goniatites: Eoglyphioceras, Sudeticeras, Nomismoceras, Girtyoceras, Calygirtyoceras, Sulcogirtyoceras, Edmooroceras, Paradimorphoceras, Goniatites, Arnsbergites, Hibernicoceras, Paraglyphioceras, Lusitanoceras, Emstites, Neoglyphioceras a Lusitanites in eight families were described in detail. On the basis of fauna/ichnofauna assemblages study are biostratigraphical and palaeoecological consequences discussed. 7
Obsah: ÚVOD...11 VYMEZENÍ ZKOUMANÉHO ÚZEMÍ... 12 PŘEHLED DOSAVADNÍCH VÝZKUMŮ GONIATITOVÉ FAUNY V KULMU NÍZKÉHO JESENÍKU...17 PŘEHLED DOSAVADNÍCH VÝZKUMŮ GONIATITOVÉ FAUNY V KULMU DRAHANSKÉ VRCHOVINY... 24 STAV ZACHOVÁNÍ FAUNY...26 POZNÁMKY K MORFOLOGII A TERMINOLOGII GONIATITŮ...27 BIOSTRATIGRAFIE SPODNÍHO KARBONU NA ZÁKLADĚ GONIATITOVÉ FAUNY... 28 METODIKA... 32 SYSTEMATICKÁ ČÁST...34 ŘÁD: GONIATITIDA HYATT, 1884... 35 Podřád: Goniatitina HYATT, 1884... 35 Nadčeleď: Pericycloidea HYATT, 1900...35 Čeleď: Muensteroceratidae LIBROVICH, 1957...35 Rod: Eoglyphioceras BRÜNING 1923...35 Eoglyphioceras truncatum (PHILLIPS 1836)...35 Eoglyphioceras sp...36 Čeleď: Anthracoceratidae PLUMMER & SCOTT, 1937...37 Rod: Sudeticeras PATTEISKY, 1930...37 Sudeticeras crenistriatum (BISAT 1928)...37 Sudeticeras cf. crenistriatum (BISAT 1928)...39 Sudeticeras subtile MOORE 1950...40 Sudeticeras cf. subtile MOORE 1950...41 Sudeticeras wilczeki - hoeferi PATTEISKY 1929...41 Sudeticeras cf. wilczeki-hoeferi PATTEISKY 1929...44 Sudeticeras turneri MOORE&HODSON 1958...44 Sudeticeras cf. turneri MOORE&HODSON 1958...45 Sudeticeras stolbergi PATTEISKY 1929...45 Sudeticeras cf. newtonense MOORE 1950...47 Sudeticeras ostraviense PATTEISKY 1929...48 Nadčeleď: Nomismoceratoidea LIBROVICH, 1957...50 Čeleď: Nomismoceratidae LIBROVICH, 1957...50 Rod: Nomismoceras HYATT, 1884...50 Nomismoceras vittiger (PHILLIPS, 1836)...50 Nomismoceras sp...52 Nadčeleď: Dimorphocerataceae...53 Čeleď: Girtyoceratidae WEDEKIND, 1918...53 Rod: Girtyoceras...53 Girtyoceras bindemanni NICOLAUS 1963...53 Girtyoceras cf. bindemanni NICOLAUS 1963...54 Girtyoceras brüningianum (H. SCHMIDT 1925)...54 Girtyoceras cf. brüningianum (H. SCHMIDT 1925)...56 Girtyoceras discus (ROEMER 1852)...56 Girtyoceras cf. discus (ROEMER 1852)...57 Girtyoceras cf. meslerianum (GIRTY 1909)...57 Rod: Calygirtyoceras KORN, KLUG&MAPES 1999...59 Calygirtyoceras moorei (NICOLAUS 1963)...59 Rod: Sulcogirtyoceras RUŽENCEV 1960...60 Sulcogirtyoceras burhennei (BRÜNING 1923)...60 Sulcogirtyoceras cf. burhennei (BRÜNING 1923)...61 Sulcogirtyoceras intracostatum (KNOPP 1931)...62 Sulcogirtyoceras cf. intracostatum (KNOPP 1931)...62 Rod: Edmooroceras ELIAS 1956...63 Edmooroceras? pseudocoronula (BISAT 1950)...63 Edmooroceras tornquisti (WOLTERSTORFF 1899)...64 Nadčeleď: Dimorphoceratoidea HYATT, 1884...65 Čeleď: Dimorphoceratidae HYATT, 1884...65 8
Rod: Paradimorphoceras (KNOPP 1931)...65 Paradimorphoceras lunula (KNOPP 1931)...65 Paradimorphoceras cf. lunula (KNOPP 1931)...66 Paradimorphoceras looneyi (PHILLIPS 1836)...67 Paradimorphoceras cf. looneyi (PHILLIPS 1836)...67 Paradimorphoceras pseudodiscrepans (MOORE 1939)...68 Čeleď: Goniatitidae DE HAAN 1825...69 Rod: Goniatites DE HAAN 1825...69 Goniatites crenistria PHILLIPS 1836...69 Goniatites cf. crenistria PHILLIPS 1836...71 Goniatites schmidtianus NICOLAUS 1963...71 Goniatites hudsoni BISAT 1934...72 Goniatites cf. maximus BISAT 1934...73 Goniatites spirifer ROEMER 1850...74 Goniatites intermedius KOBOLD 1933...75 Goniatites cf. intermedius KOBOLD 1933...76 Goniatites radiatus HODSON & MOORE 1959...77 Goniatites sp...78 Rod: Arnsbergites KORN, 1988...78 Arnsbergites falcatus (ROEMER 1850)...78 Arnsbergites cf. falcatus (ROEMER 1850)...80 Arnsbergites sphaericostriatus (BISAT 1924)...80 Arnsbergites cf. sphaericostriatus (BISAT 1924)...81 Arnsbergites robustus MOORE&HODSON 1958...81 Rod: Hibernicoceras MOORE&HODSON, 1958...82 Hibernicoceras mucronatum (KNOPP 1931)...83 Hibernicoceras cf. mucronatum (KNOPP 1931)...84 Hibernicoceras mediocris MOORE&HODSON 1958...84 Hibernicoceras aff. mediocris MOORE&HODSON 1958...85 Hibernicoceras hibernicum MOORE&HODSON 1958...85 Hibernicoceras cf. hibernicum MOORE&HODSON 1958...86 Hibernicoceras carraunense MOORE&HODSON 1958...87 Hibernicoceras posthibernicum MOORE&HODSON 1958...88 Hibernicoceras ramsbottomi MOORE&HODSON 1958...88 Hibernicoceras cf. ramsbottomi MOORE&HODSON 1958...90 Rod: Paraglyphioceras BRÜNING, 1923...90 Paraglyphioceras striatum (SOWERBY 1814)...90 Paraglyphioceras cf. striatum (SOWERBY 1814)...92 Paraglyphioceras kajlovecense (PATTEISKY 1929)...92 Paraglyphioceras cf. kajlovecense (PATTEISKY 1929)...94 Paraglyphioceras elegans (BISAT 1928)...94 Paraglyphioceras cf. elegans (BISAT 1928)...95 Paraglyphioceras rudis MOORE&HODSON 1958...95 Paraglyphioceras cf. rudis MOORE&HODSON 1958...96 Paraglyphioceras bisati MOORE 1936...96 Paraglyphioceras cf. bisati MOORE 1936...97 Paraglyphioceras koboldi RUPRECHT 1937...97 Paraglyphioceras cf. koboldi RUPRECHT 1937...98 Rod: Lusitanoceras PAREIRA DE SOUSA, 1924...98 Lusitanoceras granosum (PORTLOCK 1843)...98 Lusitanoceras poststriatum (BRÜNING 1923)...99 Lusitanoceras jastersdorfiensis (PATTEISKY 1930)... 100 Nadčeleď: Neoglyphioceratoidea PLUMMER & SCOTT, 1937... 101 Čeleď: Cravenoceratidae RUŽENCEV, 1957...101 Rod: Emstites KORN 1988... 101 Emstites cf. vetus (PATTEISKY 1936)...101 Emstites schaelkensis (BRÜNING 1923)...102 Čeleď: Neoglyphioceratidae PLUMMER & SCOTT, 1937... 103 Rod: Neoglyphioceras...103 Neoglyphioceras spirale (PHILLIPS 1841)...104 Neoglyphioceras cf. spirale (PHILLIPS 1841)... 105 Rod: Lusitanites RUŽENCEV&BOGOSLOVSKAJA 1971... 105 Lusitanites subcircularis (MILLER 1889)...105 Lusitanites cf. subcircularis (MILLER 1889)... 106 DOPROVODNÁ FAUNA A ICHNOFAUNA... 107 9
PALEOEKOLOGICKÉ ZHODNOCENÍ KULMSKÝCH SEDIMENTŮ DRAHANSKÉ VRCHOVINY A NÍZKÉHO JESENÍKU... 109 BIOSTRATIGRAFICKÁ CHARAKTERISTIKA SEDIMENTŮ DRAHANSKÉ VRCHOVINY A NÍZKÉHO JESENÍKU NA ZÁKLADĚ REVIDOVANÉ GONIATITOVÉ FAUNY... 115 DISKUZE A SROVNÁNÍ MORAVSKOSLEZSKÉHO KULMU S JINÝMI OBLASTMI V EVROPĚ... 118 ZÁVĚR... 120 LITERATURA... 122 10
Úvod Spodnokarbonská goniatitová fauna má při nedostatku jakýchkoli fosilií dalekosáhlý stratigrafický význam pro detailnější členění mocných sledů kulmských hornin na v. okraji Českého masivu. Tato fauna byla systematicky naposledy zpracována Patteiskym (1929) a Knoppem (1931) v Nízkém Jeseníku a Hromadou (1949) ve východní části Drahanské vrchoviny. V současnosti je již stav taxonomie goniatitů moravskoslezského spodního karbonu z moderního hlediska neudržitelný a vyžaduje jejich revizi. Předkládaná práce se snaží vyplnit dlouhodobou mezeru ve výzkumech goniatitů novým systematickým zpracováním a zhodnocením jejich stratigrafického a paleoekologického významu ve svrchním visé spodního karbonu Nízkého Jeseníku a Drahanské vrchoviny. Práce navazuje i na výzkumy Otakara Kumpery, který sice kulmskou faunu revidoval, ale nepublikoval systematické práce a výsledky revize kulmské fauny využíval především pro řešení biostratigrafických problémů. 11
Vymezení zkoumaného území Spodní karbon je v kulmské facii vyvinut na území České republiky ve dvou velkých oblastech Nízkém Jeseníku a v Drahanské vrchovině. Kulmský vývoj souvisí s projevy variské orogeneze a lze jej označit dle typických flyšoidních znaků jako tzv. variský flyš, charakteristický střídáním slepenců, drob, prachovců a břidlic. Obr. 1: Litostratigrafické schéma Nízkého Jeseníku a Drahanské vrchoviny. Podle Chlupáč et al. (2002), upraveno. Největší mocnosti dosahují spodnokarbonské sedimenty kulmské facie v Nízkém Jeseníku. Ten se dále dělí postupně od západu k východu na andělskohorské souvrství, hornobenešovské souvrství, moravické a hradecko-kyjovické souvrství (obr. 1, 4). Andělskohorské souvrství bylo vyčleněno Roemerem již v roce 1870 jako tzv. andělskohorské vrstvy. Toto souvrství je charakterizováno střídáním jílových břidlic a jemně až středně zrnitých gradačně zvrstvených drob. Droby často obsahují vložky gravelitových konglomerátů, v polohách laminitů a černých jílových břidlic místy vystupují vložky parakonglomerátů (Zapletal, Dvořák a Kumpera 1989). Souvrství obsahuje velmi vzácně faunistické zbytky v redepozicích vápencových klastů s konodontovou a korálovou faunou - 12
Tetraporinus sp., Lithostrotion (Lithostrotion) sp. a Lithostrotion (Siphonodendron) sp. (Dvořák, Freyer a Slezák 1959, Otava, Hladil a Galle 1994). Autochtonní složku fauny tvoří zástupci ophiuroideí (Furcaster sp.) Pek a Zapletal (1988) a problematický nález ortokonního nautiloida (Lehotský 2004) z Veikova lomu u Dětřichovic. Na téže lokalitě prokazuje karbonské stáří i Purkyňová (1977) nálezem přesličky druhu Archaeocalamites sp. Hornobenešovské souvrství představuje komplex s převažujícími masivními, nezřetelně vrstevnatými drobami s čočkami gravelitových konglomerátů. Podřízeně vystupují vložky prachovito-jílovitých, často gradačních rytmitů, jejichž četnost do nadloží vzrůstá (Zapletal, Dvořák a Kumpera 1989). Stáří hornobenešovského souvrství lze jen nepřímo odvodit na základě sporadických výskytů fosilní flóry na spodní až střední visé (Purkyňová 2003). Problematickým se jeví i radiometrické datování zirkonu krystaloklastického tufu z lomu v Kobylí u Krásných Louček, které ukázalo stáří svrchní části namuru A (Přichystal 1987, 1993). Studiem flóry tuto dataci vyvrací Purkyňová (2003). Fauna doposud nebyla zjištěna, vyskytuje se pouze rostlinná drť a ichnofosilie (Zapletal a Pek 1971, Pek a Zapletal 1980, Purkyňová 2003). Kumpera (1966) dělí souvrství na členy: laryšovské, brantické a dále dalovské vrstvy (Zapleta, Dvořák a Kumpera 1989). Obr. 2: Lom Jívová (dobývací prostor Bělá). Poloha břidlic a jemnozrnných drob bazální polohy moravického souvrství s nálezy makrofauny zóny Goα (2007). 13
Moravické souvrství je složitým komplexem flyšových sedimentů s převahou tmavošedých prachovito-jílovitých laminitů a rytmitů (obr.2). Droby často obsahují vložky petromiktních jemnozrnných až hrubozrnných konglomerátů (Zapletal, Dvořák a Kumpera 1989). Stáří je paleontologicky doloženo dle goniatitové fauny. Zapletal (1977) vyčleňuje bělské vrstvy, Kumpera (1966) dále vrstvy bohdanovické, cvilínské, brumovické a vikštejnské. Obr. 3: Zálužné halda po těžbě břidlic moravického souvrství s nálezy makrofauny zóny Goβ (2007). Hradecko-kyjovické souvrství tvoří lavicovité až deskovité droby, výše pak laminované břidlice s podřízenými vložkami jemnozrnných drob (Mísař 1983, Zapletal, Dvořák a Kumpera 1989). Dále se člení na hradecké (Patteisky 1929) a kyjovické vrstvy (Šusta 1928). Stáří je doloženo paleontologicky dle vůdčí goniatitové fauny. 14
Obr. 4: Schematická geologická mapa Nízkého Jeseníku. Upraveno dle různých autorů. Obr. 5: Olšovec - opuštěný lom založený v drobách a prachovcích moravického souvrství (2007). 15
Sedimenty Drahanské vrchoviny se podle Dvořáka (1966) v zásadě člení na protivanovské, rozstáňské a myslejovické souvrství (obr. 1, 6). Jako protivanovské souvrství byly označeny typické sledy kulmských hornin. Nižší část velenovské břidlice charakterizuje jako tzv. jemný flyš s převahou břidlic, brodecké droby jako tzv. hrubý flyš s převahou drob a s polohou kořeneckého slepence. Brodeckým drobám jsou podobné rozstáňské břidlice. Ty jsou však dnes považovány za samostatné souvrství. Svrchní část Drahanské vrchoviny vyplňuje myslejovické souvrství. Na střední Moravě označil Dvořák (opus cit.) ekvivalenty těchto vrstev jako kosířské droby a studnické břidlice. V nižší části myslejovického souvrství se setkáváme s račicko lulečskými slepenci. Slepence jsou nedokonale vytříděné, polymiktní. Ve vyšší části se vyskytují jemnější sedimenty drob a prachovců (studnické břidlice). V okolí Vyškova obsahují jemnozrnné droby a břidlice hojnou flóru, faunu i ichnofaunu. Obr. 6: Geologická mapa Drahanské vrchoviny. Podle Dvořáka (1966), upraveno. 16
Přehled dosavadních výzkumů goniatitové fauny v kulmu Nízkého Jeseníku Prvopočátky geologických výzkumů na Moravě a ve Slezsku shrnul ve své historické práci Kettner (1967). Roku 1847 vydává Goeppert studii pojednávající o nalezištích kulmské flóry na Opavsku. Dle těchto nálezů fosilní flóry v nejsvrchnějších polohách drobové formace považuje toto oddělení za nejstarší část kamenouhelného útvaru. Důležitá je také jeho zmínka o výskytu mlže Posidonomya becheri (= Posidonia becheri) v jílových břidlicích tzv. drobové formace (Grauwackenformation), Goeppertův nález však byl bez většího zájmu vědecké veřejnosti zapomenut. Tentýž autor již ve své monografii (Goeppert 1852) rozlišuje flóru série spodnosilurské, svrchnosilurské, devonské, uhelného vápence, posidonomyových břidlic a flóru mladší droby. V letech 1850 a 1855 vydává své práce W. Scharenberg, který na základě nesprávného určení fosilních zbytků přisuzuje drobovým formacím silurské stáří. Jednalo se o zkameněliny z břidlic v okolí Andělské Hory a nálezy graptolitů z lomu v Jakartovicích (Eckersdorf). K uvedení situace na správnou míru výrazně přispěli H. Wolf a F. Roemer, kteří podnikli v roce 1862 cestu na Scharenbergovy lokality s cílem potvrdit či vyvrátit výskyt domnělé silurské fauny - tedy do okolí Andělské Hory i Jakartovic (Roemer 1863). F. Roemer (1860a, b, 1861) znovuobjevuje v sedimentech Nízkého Jeseníku mlže Posidonomya becheri - ze západního okolí Opavy. Wolf (1862) dále popisuje nálezy tohoto mlže společně s hlavonožcem Goniatites crenistria od Dolních Životic, Velké Střelné a Moravice. O výskytu mlže rodu Posidonomya a nálezu goniatita druhu Goniatites crenistria se v krátké zprávě zmiňuje i M. V. Lipold (1863), jehož činnost byla spojena s Wernerovým geologickým spolkem v Brně: Die volle Identität der mährisch-schlesischen Grauwacke mit den Posidonomyenschiefern von Herborn ist aber erst erwiesen durch die Funde von Goniatites crenistria, durch die Herren v. Häuer und Dr. Hörnes bei Schönstein nächst Troppau, und von Posidonomya Becheri bei Morawitz und Waltersdorf durch Herrn Wolf. (cf. Barth 1958). Z geologické exkurze, kterou podnikli společně D. Štúr, M. Machanek a H. Wolf do lomů mezi Horním Benešovem a Moravským Berounem, podává zprávu D. Štúr (1866), jenž také uvádí výčet nově nalezených fosilií z lokality Altendorf (Staré Oldřůvky) jednalo se o tyto zástupce: Goniatites crenistria, Orthoceras striolatum, Pecten cf. subspinulosus, Posidonomya Becheri, z lokality Bautsch-Ufer (Budišov): Goniatites mixolobus, G. crenistria, Orthoceras striolatum, O. scalare, Posidonomya Becheri, Pecten cf. subspinulosus. Lokalita Mohradorfer Lager (Zálužné): cf. Cylindraspis latispinosa, Goniatites mixolobus, G. crenistria, Goniatites sp. (mit radians-artigen Sichelrippen), Orthoceras striolatum, O. scalare, Pecten cf. subspinulosus, Posidonomya Becheri. 17
Dále se pokusil o detailnější stratigrafické členění kulmu (za který pokládal ve shodě s Roemerem pouze sedimenty východně od Horního Benešova) na tzv. Klotz- nebo Blockschiefer, Stockschiefer a Blattschiefer. Pokrývačské břidlice typu Blattschiefer z lokality Puhustein bei Grosswasser (Výrův kámen u Hrubé Vody) pak označuje podle hojných nálezů mlže Posidonomya becheri za nejmladší. V roce 1870 vychází vysvětlivky ke geologické mapě Horního Slezska Geologie von Oberschlesien F. Roemera, který od roku 1855 působil jako profesor mineralogie ve Vratislavi. Ten tvrdí, že kulmské horniny se vyskytují pouze ve vrstvách na východ od Horního Benešova a obsahují typický kulmský fosilní materiál. V publikaci uvádí výčet lokalit s výskyty fosilní flóry i fauny. Nalezená fauna je zastoupena formami Posidonomya becheri, Pecten sp., Orthoceras scalare, Orthoceras striolatum, Phillipsia latispinosa, Goniatites sphaericus - z lokalit Leissnitz u. Sabschütz b. Leobschütz, Meltsch (Melč), Schönstein (Dolní Životice), Altendorf (Staré Oldřůvky), Nieder-Paulowitz (Dolní Povelice), Goniatites mixolobus z lokalit Meltsch (Melč) a Bobrownik bei Hlutschin (Bobrovníky). Dále od Melče uvádí fosilní stopu Nemertites silesicus n. sp. Roemer také poprvé použil pojmenování pro základní litostratigrafické jednotky v Nízkém Jeseníku, které se de facto v upřesněné podobě udržely do dnešní doby. Další obsáhlá práce zabývající se paleontologií v Nízkém Jeseníku vychází r. 1875. Jedná se o fytopaleontologickou monografii D. Štúra Die Culmflora des mährisch-schlesischen Dachschieferformation. Zde detailně paleobotanicky zpracoval lokality členěné podle něj do tří základních zón: Die erste, westlichste oder liegendste Zone des Culm - Domašov nad Bystřicí (tzv. Bělský mlýn ), Hrubá Voda, Velká Střelná, Die mittlere Zone des Culm - Staré Oldřůvky, Čermná, Těchanovice, Moravice, Dolní Životice, Dolní Povelice, Die hangende Zone des Culm - Kyjovice, Teplice, Opatovice. Mimo fosilní flóru však uvádí i obsáhlý výčet zoopaleontologický. Roku 1877 vydává Štúr monografii Die Culm-Flora der Ostrauer und Waldenburger Schichten, v níž přiřazuje ostravské vrstvy uhlonosného karbonu ke svrchní části spodního karbonu. Po téměř dvacetiletém období stagnace v paleontologických výzkumech spodního karbonu Nízkého Jeseníku se objevuje drobná zpráva E. Rzehaka (1897), ve které podal přehled dosud nalezené fauny studované oblasti. Ve 20. a 30. létech minulého století roste zájem o geologický výzkum především nízkojesenického kulmu. V tomto období se geologií a stratigrafií (tedy i paleontologií) spodnokarbonské flyšové formace zabývají zejména Dr. Ing. K. Patteisky (1926, 1928, 1929, 1933, 1935, 1936) a Dr. L. Knopp (1926, 1927, 1929, 1931, 1935a, b, 1937). Ve své krátké zprávě pojednávající o stratigrafii Nízkého Jeseníku se v roce 1927 zabývá goniatity i H. Schmidt. 18
Zcela zásadní význam pro geologické poznání nízkojesenického kulmu mělo vydání souborné práce K. Patteiského (1929) Die Geologie und fossilführung der mährisch-schlesischen Dachschiefer. Mimo základních poznatků o geologické stavbě Nízkého Jeseníku věnuje Patteisky podstatnou část svého spisu paleontologickému obsahu sedimentů a následně stratigrafickým problémům studované oblasti. Patteisky (1929) uvádí tyto lokality 1 s výskytem goniatitové fauny: Kiowitz (Kyjovice), Jastersdorf (Jestřabí), Budischowitz (Budišovice), Wischkowitz (Výškovice), Neu-Zechsdorf (Nové Těchanovice), Mohradorf-Sümpfenwalde (Moravice), Tschirm (Čermná), Schwansdorf (Svatoňovice), Altendorf bei Bautsch (Staré Oldřůvky), Meltsch (Melč), Nitschenau (Lhotka), Töplitz bei Mähr-Weißkirchen (Teplice), Groß-Waltersdorf (Velká Střelná), Boidensdorf (Bohdanovice), Freihermersdorf (Svobodné Heřmanice), Schönstein (Dolní Životice), Groß- Glockerdorf (Klokočov), Odrau (Odry), Brawin (Bravinné), Bobrownik (Bobrovníky). Na základě získané goniatitové fauny vytvořil stratigrafické schéma spodnokarbonských sedimentů kulmské facie Nízkého Jeseníku (obr. 7). Sedimentace začíná andělskohorskými vrstvami, které leží diskordantně na střednodevonském vápenci či diabasu. Do goniatitové zóny I klade s jistými pochybnostmi i benešovské droby (Bennischer Grauwacken). Detailně rozčlenil horizonty moravických posidoniových břidlic (Mohrataler Posidonienschiefer Horizonte) na goniatitové zóny I, II, III. Nejnižším členem moravických posidoniových břidlic je oddělení svobodnoheřmanické (zóna I, II), nad ním leží tzv. oddělení moravické, které se člení na bohdanovický horizont, záluženský horizont, horizont Hanzlova mlýna a klokočovský horizont. Goniatitová zóna III spodní vymezuje stáří hradeckých drob, III svrchní pak tzv. spodní bílovecké vrstvy. Nejmladším litostratigrafickým členem kulmu Nízkého Jeseníku jsou u Patteiského svrchní bílovecké vrstvy. 1 Pro přesnost jsou v textu dodržována původní (tj. německá) označení lokalit. 19
Obr. 7. Stratigrafická tabulka kulmu Nízkého Jeseníku s vyznačeným vertikálním rozsahem goniatitové fauny. Patteisky (1929). Významnou paleontologicko-biostratigrafickou práci publikuje L. Knopp v roce 1931 v přírodovědném časopise Lotos. Zde popisuje a zařazuje kulmské goniatity do systému se stratigrafickými závěry. V moravskoslezském kulmu určuje formy: Nomismoceras vittiger, Nomismoceras grimmeri, Sagittoceras discus, S. brüningianum, S. intracostatum n. sp., S. burhennei?, S. coronula, S. meslerianum?, Glyphioceras crenistria, G. intermedium, G. striatum s poddruhy G. striatum striatum a G. striatum falcatum. Velmi známé jsou vědecké spory (mnohdy velmi ostré) obou geologů, studujících tutéž oblast Knopp se velmi kriticky stavěl k názorům Patteiského a nejinak tomu bylo i v Patteiského případě. Jejich diskuse byly vedeny zvláště ve druhé polovině 30. let minulého století (Zapletal 1976). Z paleontologicko-stratigrafického hlediska je důležité, že Knopp v zásadě nesouhlasil s mnoha určeními goniatitové fauny právě K. Patteiskym. Situace dospěla tak daleko, že z lokality Bravinné popisuje Patteisky (1929) nový druh goniatita Glyphioceras schmidti a na jeho základě řadí bílovecké vrstvy do goniatitové zóny III, zatímco Leo Knopp považuje tento vzorek za druh Glyphioceras striatum falcatum, což vedlo k zařazení bíloveckých vrstev do zóny III. Podobný spor se týkal oddělení svobodnoheřmanického. Knopp (1929) uvádí z lokality Svobodné Heřmanice (Frei Hermersdorf) formy Nomismoceras germanicum a Pronorites cyclolobus. Na základě takto určené fauny dokládá zónu III. Vzápětí však v práci z roku 1931 svá tvrzení odvolává s tím, že posledně jmenovaný druh, tj. původní Pronorites cyclolobus, je formou 20
neurčitelnou a ze Svobodných Heřmanic uvádí jen Nomismoceras vittiger a s odvoláním na Karla Patteiského i Sagittoceras discus. Nicméně zásluhou Knoppa i Patteiského vznikají ucelené studie o kulmu Nízkého Jeseníku a jejich výsledky jsou, samozřejmě se změnami poplatnými novým výzkumům, mnohdy stále nezpochybnitelné. Jak Patteisky (1929) tak i Knopp (1931) se zabývali i systematickým zpracováním goniatitů. Tyto práce jsou dodnes jedinými taxonomickými díly, které byly pro nízkojesenickou oblast publikovány. Poválečné období představuje kontinuální navázání na práce Karla Patteiského a Leo Knoppa. V období geologického mapování se v tisku objevuje velké množství zpráv o nálezech fosilní fauny v kulmu Nízkého Jeseníku a Drahanské vrchoviny. Barth se Zitou (1961) podávají zprávu o nálezu dvou různých typů goniatitů v břidlicích jižně od Domašova nad Bystřicí (lokalita Jívová). První nález řadí do okruhu rodu Sagittoceras, případně Glyphioceras, druhý pokládají za druh Nomismoceras vittiger. Na základě tohoto materiálu řadí břidlice lokality Jívová k Patteiského bohdanovickému obzoru moravických břidlic nebo do tzv. záluženského horizontu. Přiklánějí se však k první variantě. V mapovací zprávě se Chlupáč a Prokop (1963) zmiňují o lokalitě Jívová a nalézají další lokalitu s fosiliemi (zbytky goniatitů, sic!) v údolí Bystřice na severním úpatí hřbetu Jasaní u železniční zastávky Smilov. V roce 1965 podávají R. Prokop a M. Huml zprávu o geologickém výzkumu kulmu v jižní části Oderských vrchů. Zde se zmiňují o nálezu určitelného goniatita (sic!) z lomu u Bohuslávek. Osud tohoto nálezu je však neznámý. Kumpera a Vašíček (1967) podávají zprávu o nálezu nových lokalit s výskytem goniatitové fauny na mapovém listu Hlučín. Jedná se o odkryvy ve Velké Polomi, Jilešovicích a Mokrých Lazcích. Z Velké Polomi uvádějí formy Dimorphoceras lunulum, Dimorphoceras aff. lunulum a juvenilní stadia?dimorphoceras lunulum. Dále uvádějí větší množství zástupců sudeticerové fauny Sudeticeras wilczeki, Sudeticeras cf. hoefferi a Sudeticeras sp. V břidlicích jižně od Jilešovic nalezli pouze goniatity z okruhu Dimorphoceras cf. lunulum. Od Mokrých Lazců (svrchní část hradecko-kyjovického souvrství) uvádějí nálezy velkého množství blíže neurčitelných juvenilních forem goniatitů (domnívají se, že spadají do okruhu rodu Dimorphoceras), určit se podařilo pouze Dimorphoceras lunulum a Dimorphoceras cf. varians. Souborně je makrofauna kulmských lokalit na Hlučínsku zpracována Řehořem a Vašíčkem (1967). Autoři podávají obsáhlý výčet makrofosilií z lokalit Bobrovníky Kraví důl, Bobrovníky, Jasénky, Jilešovice, Velká Polom, Dolní Lhota, Budišovice Vondruškův lom, Mokré Lazce a Ohrozim. Zmíněné lokality poskytly bohatý fosilní materiál. Goniatitová fauna je zastoupena 21
formami: Goniatites cf. granosus, Sudeticeras cf. hoeferi, Sudeticeras wilczeki, Eumorphoceras (Edmooroceras)? sp. inc., Dimorphoceras lunula a Cravenoceras? bobrovnikense. Doprovodnou faunu tvoří brachiopodi, mlži, nautiloidi (převážně ortokonní), hyoliti, krinoidi, trilobiti a ryby. Spodním karbonem v kulmské facii se dále zabývají K. Zapletal, J. Dvořák a J. Zapletal. Povětšinou se však jedná o práce sedimentologické s přebíráním paleontologických dat jiných badatelů. Po paleontologické a biostratigrafické stránce oblast zpracoval zejména Otakar Kumpera. Ten dle nálezů fosilních zbytků goniatitů dokládá započetí kulmského vývoje v zóně Pe (Kumpera a Dvořák 1961), mimo něj se ke stejným závěrům dostávají i Zikmundová (1967) a Chlupáč (1956, 1958, 1969) studiem jiné než goniatitové fauny. Teprve ve svrchním visé má fauna typický kulmský ráz silně ustupují koráli, brachiopodi i trilobiti. Maximálně se rozvíjí goniatitová fauna společně s mlži. V současné době je kulmská fauna známá z více než sta lokalit. Určitelné fosilní zbytky však pocházejí vesměs z východojesenického synklinoria v Nízkém Jeseníku a z východního okraje Drahanské vrchoviny. Otakar Kumpera postupně studuje faunistické zbytky v moravickém souvrství (1971a) a hradecko-kyjovickém souvrství (1971b). Další biostratigrafické práce publikuje v poměrně rychlém sledu (1961, 1965, 1966, 1971c, 1972, 1976 ad.). O nových faunistických nálezech v kyjovickém souvrství informují Huml a Kumpera (1971). V práci popisují nálezy fosilií z Jestřabí, Kletného a Fulneku. Z lokality Jestřabí uvádějí formy Sudeticeras stolbergi, Girtyoceras coronula kiowitzensis a Dimorphoderas cf. discrepans. Se Skácelem publikuje Kumpera v roce 1970 práci o stratigrafii a stavbě kulmu na Osoblažsku. Po dlouholetém studiu spodního karbonu vydává Otakar Kumpera (1983) ucelenou monografii Geologie spodního karbonu jesenického bloku, kde je uvedena i stratigrafická tabulka založená na základě zjištěné vůdčí goniatitové fauny. Největší přínos Kumperovy práce spočívá v komplexním zpracování organických zbytků a v neposlední řadě i zjišťování paleoekologických vazeb a interakcí fauny s prostředím. Bez nadsázky můžeme říci, že prof. Kumpera ve svých progresivních názorech předběhl svou dobu. Poslední nedoceněná práce O. Kumpery z roku 1996, v níž se zabývá spodnokarbonskou faunou, nese název Viséská faunistická společenstva a jejich význam pro poznání vývoje flyšových pánví ve středoevropských variscidách (Český masív). Zde předkládá zajímavé závěry plynoucí ze studia spodnokarbonských sedimentů kulmské facie: 1. Ve visé je třeba striktně rozlišovat dva typy flyšových pánví: (1) zbytkovou flyšovou pánev na SZ a (2) flyšovou pánev v předpolí (tzv. forelandovou). Svůj názor opírá také o poznatky získané studiem fosilní fauny, kdy se oba typy pánví liší v množství nálezů (ve zbytkové prakticky zcela 22
chybějí) tyto rozdíly dle Kumpery primárně pramení v batymetrických poměrech obou bazénů forelandová pánev byla mělčí, povětšinou nad CCD hladinou. 2. Společenstva fosilií v předpolní pánvi odpovídají pouze svrchnímu visé. 3. Společenstva forelandové pánve mají obdobná složení a fauna prokazuje výlučně marinní prostředí a je velmi podobná dalším evropským oblastem rhenohercynika. 4. V předpolní pánvi postupně roste množství nálezů fauny. Logické vyústění dlouholeté práce geologů a paleontologů v Nízkém Jeseníku představuje dosud platná stratigrafická klasifikace kulmu Nízkého Jeseníku publikovaná Zapletalem, Dvořákem a Kumperou v roce 1989 (obr.8). Obr. 8: Stratigrafické schéma kulmu Nízkého Jeseníku. Zapletal, Dvořák a Kumpera (1989). Moravické souvrství je zde definováno jako složitý komplex flyšových sedimentů s převahou tmavošedých prachovito-jílovitých laminitů a rytmitů. Významné jsou polohy vrstevnatých drob, jež kolísají v mocnostech od několika metrů až po stovky metrů. Droby často obsahují vložky silně petromiktních až hrubozrnných konglomerátů. Převážně hlavonožcová fauna 23
prokazuje stáří svrchní visé Go 2-3 až nejvyšší část Go spi. Moravické souvrství se dále člení na bělské vrstvy (Zapletal 1977), bohdanovické, cvilínské, brumovické a vikštejnské vrstvy (Kumpera 1966). Hradecko-kyjovické souvrství je tvořeno lavicovitými až deskovitými drobami s vložkami prachovito-jílovitých rytmitů. Drobové sekvence obsahují, zvláště ve spodní části, hojné vložky petromiktních drobně až hrubě zrnitých konglomerátů. V jemnozrnném vývoji převládají prachovito-jílovité rytmity s podřízenými vložkami velmi jemnozrnných drob (Zapletal, Dvořák, Kumpera 1989). Báze hradecko-kyjovického souvrství odpovídá nejvyšší části zóny Go spi a bázi Go 1 (Kumpera 1976), ve svrchní části kyjovických vrstev je doložena zóna E 1 (Kumpera 1976). Přehled dosavadních výzkumů goniatitové fauny v kulmu Drahanské vrchoviny Drahanská vrchovina stála po dlouhou dobu mimo pozornost paleontologů. Jistým zdůvodněním jejich nezájmu o spodnokarbonské sedimenty Drahanské vrchoviny byl názor geologů staré Vídeňské školy, že sedimenty této oblasti jsou na fosilie neobyčejně chudé. Postupem času se ukázalo, že tento názor nebyl správný dokládá to i četnost zpráv a sbírky zkamenělin studované oblasti. Nicméně to nemění fakt, že se většinou v literatuře objevují jen sporadické nálezové zprávy a paleontologický výzkum Drahanské vrchoviny byl proti Nízkému Jeseníku výrazně zbržděn. Větší monografie zabývající se fosilní faunou, flórou a ichnofaunou se tak objevují až v období po 2. světové válce. Souborný přehled nálezů kulmské fauny a flóry do roku 1963 zpracoval Zita (1963). První zprávu o výskytu fosilií ve spodnokarbonských sedimentech podává Tausch (1891). Neopomíná uvést výčet nalezených fosilií. Z Opatovic to jsou: Posidonomya sp., Posidonomya becheri, Goniatites discus, Goniatites mixolobus, Orthoceras striolatum. Tausch také nalezl fosilie v okolí Nemojan tato lokalita, která je jednou z nejbohatších na organické zbytky odpovídá pozdější Langově Nemojany CH (Kumpera Lang 1975). Od Chobotského mlýna tedy uvádí nálezy Posidonomya sp., Goniatites mixolobus a Orthoceras striolatum. V práci z roku 1898 se pak Tausch znovu zabývá oběma lokalitami a upřesňuje výčet nalezených zkamenělin. Velmi krátkou notickou informuje ředitel měšťanské školy v Plumlově J. Blekta (1932) o nalezišti kulmských fosilií ve Zlechově. Mimo floru byl v Blektově materiálu určen Pavlem Altarem i špatně zachovaný Goniatites sp. Blekta (1934) také informuje o nalezišti fosilií u Myslejovic. Ve výčtu goniatitů jsou zastoupeni Nomismoceras vittiger a špatně určitelné zbytky rodu Glyphioceras. Dle těchto nálezů řadí lokalitu v Myslejovicích do zóny III - III. V témže 24
roce se zabývá stavbou kulmu na Vyškovsku K. Zapletal. Ten mimo jiné podává ve Vlastivědném sborníku okresu vyškovského i soupis fauny drahanského kulmu. Ve věstníku Přírodovědeckého klubu v Prostějově publikuje Altar (1935) zprávu o stratigraficky zajímavém profilu u Myslejovic. Zde popisuje několik nalezišť fosilií západní svah kopce Morkovec s goniatitovou faunou - nejistě určenou jako Goniatites intermedius či Goniatites crenistria. Další opěrný bod jeho profilu označil při stavbě studny Doležalovy vily s druhem Goniatites intermedius, možná však Goniatites striatus. Posledním bodem profilu je pole rolníka Buriánka pod hřbitovem. Při orbě zde byly sbírány hojné fosilie se zástupci druhu Goniatites mucronatus, Goniatites striatus waldekense a Nomismoceras vittiger. Při porovnávání s dosavadní literaturou pak Altar vyslovuje názor, že stratigrafii v kulmu Nízkého Jeseníku spočívající na goniatitech, lze snadno převésti na Drahanskou plošinu a možno se jí říditi pro příště při dalších nálezech fosilií (Altar 1935, opus cit.). Knopp (1937) dále popisuje dvě lokality s hojnou faunou v údolí Malé Hané. V Opatovicích určuje Goniatites sp., Sagittoceras burhennei. Ve svahu na levém břehu Malé Hané (u kóty 342) zjistil formy Nomismoceras vittigerum, Sagittoceras cf. intracostatum. Další obsáhlejší zprávu o fosiliích kulmu Drahanské vrchoviny podává až Hromada (1948). Opět se zde zabývá blízkým okolím Opatovic. Hlavonožcovou faunu reprezentují zástupci rodu Orthoceras (druh Orthoceras aff. cinctum), Nautilus (druh Nautilus cf. oppaviensis) a goniatiti Glyphioceras cf. striatum falcatum z lokality Opatovice II a Sagittoceras burhennei z lokality Opatovice I. O nálezu nové lokality na Vyškovsku se v předběžné zprávě zmiňují i Kuchař a Vinš (1960). Lokalitu pak označují jako Opatovice VI. Z goniatitové fauny se podařilo určit pouze Goniatites (Goniatites) striatus falcatus. Geologií Drahanské vrchoviny se také zabývá Dvořák, který při mapování na listu Prostějov (1959) nalézá redeponovaného goniatita, jehož Kuchař a Vinš určují jako Goniatites (Goniatites) striatus striatus. Dvořák (1963) také vydává zprávu o biostratigrafii spodního karbonu jižní části Drahanské vrchoviny. Nezastupitelnou a dodnes nedoceněnou úlohu sehrál v paleontologickém výzkumu Drahanské vrchoviny ředitel vyškovského gymnázia V. Lang (1944, 1973). Ten začal nezávisle na ostatních badatelích systematicky sbírat fosilie, nejdříve v okolí Vyškova, později se jeho sběratelský radius rozšířil na celou část Drahanské vrchoviny obsahující zkameněliny (roz. myslejovické souvrství). První lokalitou, kterou nalezl a vykořistil již v roce 1939, byly Opatovice 1a (Lang 1973). Své první sběry věnoval paleontologickému oddělení Národního muzea. Později však začíná 25
budovat rozsáhlou sbírku zkamenělin, která čítá více než 30000 kusů flóry, fauny a ichnofauny a v současnosti je uložena v depozitáři oddělení paleontologie a osteologie Vlastivědného muzea v Olomouci (VMO). Lang během svého života kontaktuje významné paleontology, s nimiž publikuje velké množství prací. Jeho materiál zpracovával již výše zmiňovaný Hromada (1948), pro určení paleoichnologického materiálu se mu podařilo získat I. Peka a J. Zapletala (Lang, Pek a Zapletal 1979, Lang a Pek 1987), s E. Purkyňovou (Purkyňová a Lang 1985) publikuje rozsáhlou práci o kulmské flóře, s I. Chlupáčem zpracoval nález trilobita v kulmském slepenci z Rychtářova (1990). Pro poznání goniatitové fauny Drahanské vrchoviny má však největší význam jeho spolupráce s O. Kumperou (Kumpera a Lang 1975). Zde oba detailně popisují jednotlivé paleontologické lokality s výčty zástupců goniatitů, provádějí stratigrafické zařazení fosiliferních souvrství a díky zkušenosti prof. Kumpery srovnávají drahanský kulm s kulmem jesenickým. Biostratigraficky řadí bázi myslejovického souvrství do zóny Go (či svrchní části zóny Go 1 ), střední a svrchní část zóně Go a alespoň spodní části zóny Go. Stav zachování fauny Spodnokarbonská fauna je na jednotlivých lokalitách Nízkého Jeseníku i Drahanské vrchoviny špatně až velmi špatně zachována. Obecně se fosilie vyskytují v sedimentech jemnozrnnějších facií. Relativně nejpříznivěji jsou uchovány v jemně, místy až hrubě laminovaných jílových břidlicích. V hrubších partiích není jejich zachování příliš kvalitní, reliéf zkamenělin je mnohdy deformovaný a dochází ke změnám geometrie fosilních zbytků. V hrubozrnných horninách se vyskytuje pouze rostlinná drť, případně redeponovaná fauna ve valounovém materiálu. Fosilie jsou většinou neúplné, úlomkovité. Faunistické zbytky se obvykle vyskytují ve formě stlačených jader nebo otisků (pozitivů i negativů), mnohdy jednosměrně protažených. U goniatitů jsou nejčastěji v úlomcích zastiženy laterální části schránek. Zachovány bývají i různé vrstvy schránek stejných taxonů, což stěžuje jejich determinaci. Negativně se projevuje působení tektoniky a zvláště kliváže, která může způsobit i lokální ztrátu fosilního záznamu v horninách. 26
Poznámky k morfologii a terminologii goniatitů Goniatiti jsou amonoidi se sifonální trubicí prosifonálního typu na ventrální straně schránky, která se velmi vzácně posouvá směrem k dorzální straně. Suturu lze označit jako goniatitový typ švu, který je složen z osmi laloků. Mezi ventrálním a umbilikálním lalokem je přítomen vnější laterální lalok. Ventrální lalok může být jednoduchý nebo rozdvojený, dorzální bývá jednoduchý, případně trojitý. Primitivní formy mohou mít méně laloků. První sutura je latiselátní. Sifunkulus je prochoanitický. Stratigrafické rozpětí: střední devon svrchní perm. Obr. 9: Morfologie schránek goniatitů. Podle Moore ed. (1957) upraveno. A ventrální pohled, B - příčný řez, C laterální pohled, D sutura 27
Biostratigrafie spodního karbonu na základě goniatitové fauny Biostratigrafické členění spodního karbonu je v literatuře poměrně hojně diskutovaným problémem. Pro stabilizaci a sjednocení biostratigrafických závěrů měly zcela zásadní význam mezinárodní konference konané v Heerlenu v letech 1927 a 1935. V souvislosti s výzkumy jednotlivých skupin fosilních organismů (makrofauny) a jejich provázáním s litologickými charakteristikami vznikly v podstatě tři základní biostratigrafické stupnice. Jako první byly Vaughanem rozčleněny vápence spodního karbonu jihozápadní Anglie na základě korálové fauny. Jako druhá skupina fosilií vhodná ke stratigrafickým účelům se jevili ramenonožci. Jejich výzkumu se věnovali především Delépine v Belgii, Carpentier a Gosselet ve Francii. Třetí a nejvýznamnější skupinou zvláště pro stratigrafii sedimentů spodního karbonu v kulmské facii (se siliciklastickými sedimenty) jsou goniatiti. Základy stratigrafie byly rozpracovány především v typových oblastech Německa (Schmidt, Schindewolf, Wedekind) a střední Anglie (Bisat). Goniatitovou faunou se zabýval již v roce 1898 Haug (Études sur les Goniatites). Jejich výskyty pak diskutuje v souvislosti s tehdejším členěním karbonu na spodní, střední a svrchní. Na základě studia goniatitů v oblasti Derbyshire, Lancashire a Yorkshire publikuje Bisat (1928) první biostratigrafickou koncepci, ve které se zabýval především nižší částí svrchního karbonu. Na klasické tři zóny rozdělil spodní karbon H. Schmidt (1924) a nazval je podle typických rodů goniatitů: I Protocanites (subzóny: Protocanites lyoni, Protocanites geigensis) II Pericyclus (subzóny: Pericyclus princeps, Pericyclus plicatus, Pericyclus kochi) III Glyphioceras (subzóny: Glyphioceras crenistria, Glyphioceras striatum, Glyphioceras granosum) H. Schmidt (1925) však uvádí, že mezi zónami Pericyclus a Glyphioceras (roz. Goniatites s. s.) se vyskytuje zóna Beyrichoceras a sám práci doplňuje výčtem nálezů z Evropy (Anglie, Belgie, Pyrenejí, Rýnského břidličného pohoří). Paul (1938, 1939 a,b) pak doporučuje záměnu používání římských číslic pro jednotlivé zóny za počáteční písmena názvů jednotlivých charakteristických rodů: pro zónu Gattendorfia Ga (namísto I), Pericyclus symbol Pe (místo II), dále vkládá zónu Beyrichoceras s označením B a pro zónu Goniatites zavádí zkratku Go (namísto původního III). Symbol Pe zavádí z důvodu odlišení od zóny P, která označuje nejvyšší části spodního karbonu anglického členění s hojným výskytem 28
mlže Posidonia becheri. Zóna P 1 anglického členění tedy odpovídá zónám Goα a Goβ německého dělení spodního karbonu, P 2 potom úrovni Goγ. V dalších letech vyšlo několik prací týkajících se paleontologických výzkumů Rýnského břidličného pohoří a Harzu s nezbytnými biostratigrafickými závěry. Jednalo se především o práce Haubolda (1933), Kobolda (1933), Mempela (1933) a Ruprechta (1933). Detailněji byly rozděleny zóny Goβ a Goγ (obr. 10). Výskyt vůdčích zkamenělin je sukcesní, tzn. že každá forma se může vyskytovat v subzónách ležících výše nebo níže. Obecně však platí, že vertikální rozsah indexového druhu nepřekračuje tři subzóny, včetně té, pro kterou je charakteristickým. Z tohoto důvodu je nutno sledovat komplexně celé společenstvo goniatitové fauny na jednotlivých lokalitách a věnovat pozornost např. početní převaze jednotlivých druhů. Pokud na lokalitách chybí indexové formy, je nutno si všímat alespoň pro přibližné stratigrafické zařazení lokality i dalších goniatitů, případně doprovodné fauny. Obr. 10. Srovnání tradiční goniatitové zonace spodního karbonu v USA, Německu a Velké Británii podle Ramsbottoma a Saunderse (1985) a Rileye (1993), upraveno. Postupné výskyty amonitových rodů umožňují ve spodním karbonu vyčlenění celkem šestnácti zón. Rody, které mohou mít význam pro mezinárodní korelaci, jsou dle Kullmanna, Korna a Weyera (1990) Gattendorfia,Gattenpleura, Paprothites, Pseudarietites, Goniocyclus, Protocanites, Pericyclus, Muensteroceras, Ammonellipsites, Dzhaprakoceras, Merocanites, Michiganites, Beyrichoceras, Goniatites, Girtyoceras, Arnsbergites, Paraglyphioceras, Neoglyphioceras, Sulcogirtyoceras, Sudeticeras, Edmooroceras, Lusitanoceras, Lusitanites, 29
Lyrogoniatites, Dombarites, Platygoniatites, Hypergoniatites, Ferganoceras, Cravenoceras, tympanoceras, Rhymmoceras, Uralopronorites, Proshumardites, Delepinoceras, Syngastrioceras a Glaphyrites (Obr. 11). Obr. 11: První výskyty vybraných rodů goniatitů ve visé. Podle Kullmann, Korn a Weyer (1999), upraveno. Na našem území se biostratigrafické studie a částečně jejich navázání na mezinárodní členění objevuje až v dílech K. Patteiského (1926, 1928, 1929, 1933, 1935, 1936) a L. Knoppa (1926, 1927, 1929, 1931, 1935 a, b), H. Schmidta (1927), L. Pfaba (1932), z poválečných výzkumů opět K. Patteiského (1957, 1958) a především O. Kumpery (1961, 1965, 1966, 1971 a, b, 1983). Prozatím poslední schéma goniatitové zonace (obr. 12) a její srovnání se zonacemi podle dalších skupin fauny (konodonty, radiolariemi, trilobity a mlži) bylo publikováno Amlerem a Gerekem eds. (2002). 30
Obr. 12. Amonitové zóny a genozóny ve spodním karbonu. Amler, Gereke a Korn (2003), upraveno. 31
Metodika Studovaná goniatitová fauna pochází především z muzejních fondů. Mimo vlastních sběrů byl pro revizi goniatitů pocházejících ze zájmové oblasti k dispozici materiál uložený ve sbírkách Geologického pavilonu Vysoké školy báňské v Ostravě (sběry K. Patteiského, J. Dvořáka, L. Maštery, J. Skácela, V. Kroutilíka, F. Řehoře, Z. Vašíčka, O. Kumpery), Vlastivědného muzea v Olomouci (sběry V. Strnada, V. Langa), Univerzity Palackého v Olomouci (sběry J. Zapletala, I. Peka, T. Lehotského), Muzea Prostějovska v Prostějově (sběry V. Langa), Slezského muzea v Opavě (sběry K. Patteiského, L. Knoppa), Ostravského muzea (sběry V Šusty), Moravského muzea v Brně, Muzea Novojičínska v Novém Jičíně, Národního muzea v Praze, Naturhistorisches Museum ve Vídni, Instytutu nauk geologicznych Polské akademie věd v Krakově a soukromých sběratelů především Lumíra Moučky z Moravské Třebové. Zrevidován byl také materiál z Osoblažského výběžku a oblasti Hlučínska deponovaný ve sbírkách Geologického pavilonu Vysoké školy báňské v Ostravě. Stěžejní část práce spočívá v revizi goniatitové fauny. Pro synonymiku bylo použito co největšího množství dostupné literatury. Pokud je známa existence typového materiálu, pak je uvedeno jeho inventární číslo, místo uložení a typová lokalita. V popisech fauny je kladen důraz na jejich pokud možno důkladnou charakteristiku (týkající se především jejich skulptury). Ve všech možných případech jsou podány rozměry schránek v milimetrech a to především u kompletních jedinců. Bohužel ve všech případech se jedná o jedince deformované, což neumožňuje (nebo jen velmi přibližně) porovnání poměrů s výsledky měření jiných autorů. Kvůli velmi špatnému zachování fauny je ve větší míře použito otevřené nomenklatury, což má svůj význam například pro přibližné stratigrafické začlenění jednotlivých lokalit. U malých jedinců nebo při měření drobných povrchových útvarů skulptury byl využit binokulární mikroskop OLYMPUS SZX12 s fotozařízením. Přírůstkové elementy byly zkoumány za pomocí kreseb na milimetrovém papíře a zvětšených fotografií. Pro potřeby fotografování musela být část vzorků pobělena tenkou vrstvou NH 4 Cl. U goniatitů byly zjišťovány v závislosti na stavu zachování základní poměry schránky (obr. 10) a pokud to bylo možné, pak byla studována i sutura. Poměry mezi průměrem schránky, průměrem umbiliku a průměrem schránky a šířkou posledního závitu představují významné systematické znaky. U deformovaných jedinců z našeho území však tyto základní ukazatele lze s výhradami využít pouze po rekonstrukci jejich původního tvaru. Nicméně základní měření byla prováděna, pokud je stupeň zachování povolil, přednostně u méně deformovaných vzorků pocházejících z lokalit na Drahanské vrchovině. 32
Jistým taxonomickým znakem jsou znaky skulptury u goniatitů obvykle přírůstkové linie (obr. 11), rýhy, ztenčeniny (konstrikce) apod. Jejich terminologii v souladu se všeobecně platným popisem rozpracovala např. Żakowa (1971). Mimo goniatitovou faunu byla zkoumána i tzv. fauna doprovodná reprezentovaná především mlži, ortokonními nautiloidy, trilobity a ramenonožci. Její revize však s ohledem na rozsah a zaměření práce nebyla provedena. Pro obecnější stanovení paleoekologických poměrů byla autorem studována i ichnofauna. Seznam lokalit s výskyty goniatitů v Nízkém Jeseníku a Drahanské vrchovině je uveden v příloze 2. Obr. 13: Popis a označení jednotlivých poměrů schránek evolutních a involutních schránek. Żakowa (1971), Korn et al. (2003), upraveno. Obr. 14: Popis a označení transverzálních linií skulptury goniatitů. Żakowa (1971) upraveno. 33
Systematická část 34
Kmen: Mollusca Třída: Cephalopoda Řád: Goniatitida HYATT, 1884 Podřád: Goniatitina HYATT, 1884 Nadčeleď: Pericycloidea HYATT, 1900 Čeleď: Muensteroceratidae LIBROVICH, 1957 Diagnóza: viz Korn (1988) Příslušné rody: viz příloha 3 Stratigrafické rozpětí: svrchní tournai spodní namur Rod: Eoglyphioceras BRÜNING 1923 Typový druh: Goniatites truncatus PHILLIPS 1836 Stratigrafické rozpětí: svrchní tournai spodní namur Eoglyphioceras truncatum (PHILLIPS 1836) 1836 Goniatites truncatus PHILLIPS: str. 234, Tab. 19, obr. 20, 21 1836 Goniatites implicatus PHILLIPS: str. 235, Tab. 19, obr. 24, 25 1897 Glyphioceras truncatum PHILLIPS; Foord&Crick: str. 175, obr. 82 1924 Beyrichoceratoides implicatum BISAT: str. 88 1925 Münsteroceras truncatum PHILLIPS; H. Schmidt: str. 551, Tab. 20, obr. 4 1933 Münsteroceras truncatum (PHILLIPS); Kobold: str. 502 1940 Beyrichoceratoides truncatum (PHILLIPS); Delépine: str. 75, Tab. 4, obr. 13-21 1958 Beyrichoceratoides truncatum (PHILL); Żakowa: str. 118, Tab. 9, obr.1 1963 Beyrichoceratoides truncatus (PHILLIPS); Currie: str. 542, Tab. 1, obr. 1-6, Tab. 2, obr. 1-13 1963 Muensteroceras truncatum (PHILL); Nicolaus: str. 114, Tab. 3, obr. 6-11, Tab. 4, obr. 2 1988 Eoglyphioceras truncatum (PHILLIPS); Korn: str. 39, Tab. 2, obr. 5-9 1989 Eoglyphioceras truncatum (PHILLIPS); Korn: str. 20, Tab. 2, obr. 1, 2 1999 Eoglyphioceras truncatum (PHILLIPS); Korn, Klug&Mapes: str. 347 35