MASARYKOVA UNIVERZITA Přírodovědecká fakulta Ústav geologických věd Tektonika styku moldanubika a kutnohorského krystalinika v profilu Zruč nad Sázavou - Malešov Rešerše k bakalářské práci František Bárta Vedoucí práce: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr. BRNO 2016
OBSAH 1. Úvod... 3 2. Geografické a geologické vymezení studované oblasti... 4 3. Kutnohorsko svratecké kristalinikum... 5 4. Svratecké krystalinikum... 5 5. Kutnohorské krystalinikum... 6 6. Kouřimské Ortoruly... 7 7. Pararuly kutnohorského krystalinika... 8 8. Svory, svorové ruly a dvojslídné pararuli ratajské zony... 8 9. Tektonika v oblasti kutnohorského krystalinika... 9 10. Použitá Literatura... 11
1. Úvod V této práci jsou shrnuty základní informace z výzkumů na území kutnohorského krystalinika a okolí od 30. let. 20. století po rok 2009. V použitých literaturách jsou názory na stavbu a vývoj kutnohorského krystalinika až protichůdné. Autoři se neshodují na rozdělení a vymezení geologických jednotek a konstatují petrologické i tektonické rozdíly. Objevují se názory, že kutnohorské krystalinikum je svou stavbou velice podobné moldanubiku a proto by mohlo být jeho součástí. Pomocí foliačních a lineačních dat potřebných ke zhotovení geologického profilu (obr.1) by mohl být charakter tohoto kontaktu jednotek objasněn. V této práci přiblížím geologii kutnohorského krystalinika a okolí, které souvisí s tektonickým stykem této oblasti s moldanubikem. Obrázek 1: Poloha geologického profilu napříč hranici kontaktu kutnohorského krystalinika a moldanubika (ČGS, 2015)
2. Geografické a geologické vymezení studované oblasti Studované území se nachází na hranici moldanubika a kutnohorského krystalinika (obr.2), 60 km JV směrem od Prahy. Geologický profil, který bude stěžejní částí výzkumu povede od Zruče nad Sázavou (330m n.m.) směrem na SV k obci Zbraslavice (500m n.m.). Délka profilu bude zhruba 10km. Hluboce zaříznuté údolí Ostrovského a Hodkovského potoka je pro zhotovení profilu nejvhodnější (obr.1). Obrázek 2: Geologické schéma kutnohorského krystalinika a části moldanubika (Synek a Oliveriová 1993)
3. Kutnohorsko svratecké kristalinikum Kutnohorsko-svratecké kristalinikum vystupuje severně od moldanubika při okraji blanické brázdy až k moravsko-slezskému zlomovému pásmu. Jedná se o petrograficky pestrou oblast - dvojslídné ruly a svory, metakvarcity, amfibolity, erlany, červené ortoruly, migmatity a eklogity. Vzácně se vyskytují mramory. Metamorfóza hornin kutnohorsko-svrateckého krystalinika je o něco nižší než u hornin moldanubika, ale i tyto horniny patří do oblasti vysoké metamorfózy. Výraznou zlomovou poruchou v kutnohorsko-svrateckém krystaliniku je hlinská zóna, která odděluje kutnohorské krystalinikum od svrateckého krystalinika. 4. Svratecké krystalinikum Svratecké krystalinikum se nachází v jv. části kutnohorsko-svratecké oblasti. Tvoří uzavírající se strukturu proterozoického stáří s komplikovaně vrásněnou zlomovou stavbou. Celá oblast je tvořena vysoce metamorfovanými horninami, převážně migmatitama až ortorulama, střídajícími se s polohami svorů a svorových rul s vložkami krystalických vápenců, erlánu a amfibolitů (Buriánek et al. 2009) Kutnohorské krystalinikum je často představované jako ekvivalent svrateckého krystalinika (Mísař 1983). Podobnosti svrateckého krystalinika lze nalézt i v jižní části moravské svorové zóny a v orlicko-kladenském krystaliniku (Mísař 1963). Podobná stavba ortorul se nachází také v ostrůvkách středočeského masivu, lze v něm odlišit intruze granitů a starší metamorfní komplex. Obě tyto součásti byly postiženy metamorfózou a deformací během variské orogeneze. Typickým znakem komplexu je hojná přítomnost turmalínu. V přechodné zoně mezi svrateckým krystalinikem a moldanobikem se nacházejí podobné horniny jako v ratajské zoně a šternbersko-čáslavské skupině.
5. Kutnohorské krystalinikum Kutnohorské krystalinikum leží v severním lemu moldanubické oblasti mezi Českým Šternberkem a Sázavou na západě a Chotěboří na východě. Rozléhá se na velké ploše v okolí Kutné Hory, Čáslavi a v údolí Doubravky u Chotěboře. Je dílčí jednotkou kutnohorskosvratecké oblasti. Rozsáhlá část kutnohorského krystalinika se v sv. části noří pod sedimenty české křídové pánve, kde se v podloží stýká s Ohebským krystalinikem. Na Z je kutnohorská oblast omezena blanickou brázdou a v jižní části oddělující krystalinikum od moldanubika ratajská zóna. Celá oblast je regionálně metamorfovaná a silně tektonicky postižená. Vyskytují se zde kyselé magmatity, které jsou považovány za produkty pokročilé parciální anataxe a lokální mobilizace. Petrograficky pestrá oblast je tvořena hlavně dvojslídnými rulami, svory, kvarcity, grafitickými horninami, amfibolity, erlány, ortorulami, migmatity, granulity a skarny. Má složitou synformní stavbu s jednotnou metamorfozou (Mísař 1983). Pro kutnohorské krystalinikum je typický nedostatek granitoidních hornin kadomského a hercynského stáří. Přítomnost hornin svorového charakteru je jednou ze základních charakteristik oblasti a odlišuje ji od okolního moldanubika. Názory na původ těchto hornin se často velmi liší a doposud nebyla problematika původu vyřešená. Všechny dosavadní práce o studovaném území považují kutnohorské krystalinikum za jednotný celek, s původní litostratigrafií a jednotnou metamorfní i tektonickou historií. Krystalinikum lze rozdělit na tři hlavní skupiny, Šternbersko-čáslavskou pestrou skupinu, Kutnohorskou skupinu a Malínskou skupinu. Šternbersko-čáslavská skupina má nepochybně metamorfní spojení s moldanubickou oblastí. Je označována jako pestrá spodní skupina krystalinika a tvoří především její jižní okraj, ale i část vnitřní stavby v okolí Plaňan a Kolína může litologicky odpovídat pestré skupině. Vzhledem ke komplikovaným minerálním asociacím lze předpokládat několik deformačněmetamorfních fází vývoje hornin. Je zde hojně zastoupen i bazický magmatismus. Kutnohorská skupina, které náleží velká část krystalinika na území mezi Kutnou horou, Ratajemi a Kouřimí je podle Loserta (1967) tvořena především dvojslídnými svory a rulami, ve kterých se nacházejí čočky amfibolitů. Zmiňované ruly jsou podle Holuba (1974) metamorfované arkózové a drobové sedimenty.
Malínská skupina není pro kutnohorské krystalinikum specifická (Loserta 1967). Její část zasahuje až do okolí Přibyslavi a Havlíčkova Brodu. Je tvořena převážně tmavě šedými jemnozrnnými rulami s budinami kvarcitických erlánů. V okolí Kutné hory byla rozdělena (Holub 1974) na svrchní masivní ruly s hojným výskytem erlánů a centrální migmatity. Díky tomu je malínská skupina označována jako velký soubor rytmitů s komplikovaným polyfázovým metamorfním a deformačním vývojem. 6. Kouřimské Ortoruly Kouřimské ortoruly tvoří výraznou samostatnou strukturní jednotku. Jsou proti pararulám a svorům ostře omezeny bez přechodů. Od Rataje jeví Kouřimské ortoruli monoklinální zapadání k severo-východu jen s málo vyjímkami. Jen občas jsou zde pásma intenzivnějšího stlačení a vrásnění. Petrograficky homogenní oblast, místy zpestřená vložkami amfibolitů nebo serpentinů. Často v kouřimských rulách najdeme žíly a čočky doformovaného křemene, tektonicky rozpuštěné ložní i pravé žíly, muskovitické pegmatity obsahující skoryl a turmalín. Koutek (1934) popisuje ortorulu od Rataje jako aplitickou, velmi málo břidličnatou rulu, chudší na slídy, s celkově převládajícím zastoupením muskovitu. V zastoupení živců převládá ortoklas s přítomným albitem. Značně se zde vyskytuje také apatit. Mezi nejčastěji pozorované akcesorické minerály patří granát, magnetit a hematit. Kouřimské ortoruly Koutek (1934) popsal jako růžové ortobřidlice, které se svým hybridním rázem místy stávají břidličnatými. Později nalezená reliktní porfyrická struktura (Koutek 1950) ukázala, že jejich hranice s parametamorfity je intruzivní. V ortorulách byly rozlišeny dvě variety (Pauk 1947b): ortorula aplitická s častým výskytem turmalínu a ortorula plástevnatá. Často je na území kouřimských ortorul popisován výskyt eklogitu. O hybridním původu horniny svědčí také výskyty amfibolitů, erlánů a kvarcitů (Jenček 1963). Ortoruly byly také určované jako různé typy migmatitů. Mozaika mikroklínu a albitu se separátnimi zrny křemene je podle Fiala et al. (1989) uváděna jako rozlišovací znak pro metagranity, zatímco pro migmatity je charakteristická mozaika K-živce, plagioklasu a křemene. Lze tedy považovat kouřimské ortoruly jako ekvivalent dvou hornin a to leukokrátním dvojslídným migmatitem svrateckého krystalinika a hrubozrnným migmatitem
7. Pararuly kutnohorského krystalinika V jižní části kutnohorského krystalinika se nacházejí jednotvárné břidličnaté pararuly. V porovnání k severnějším kouřimským ortorulám obsahují velké množství biotitu. Pararuly se dají rozdělit na ruly biotitické, sillimanitické a granátické. Exemplární odkryvy jsou mezi Šternberkem a Kácovem v údolí Sázavy. V okolí Kácova, Otryb, Vranic a Pelíškova mostu jsou tyto pararuly silně granitisovány. V příkladných odkryvech na pravém břehu řeky Sázavy na jih od Malovid jsou pararuly proniklé injekcí lit-par-lit. Koutek (1934) popisuje sillimanitickou rulu jako granoblastickou horninu obsahující živec (kyselí oligoklas, ortoklas) a obě slídy. Biotit silně převažuje nad muskovitem a je přeplněn pleochroickými dvůrky, hojně je zastoupen i křemen. Odkryvy břidličnaté biotitické ruly se nacházejí v zářezu silnice mezi Vranicemi a Zbizuby a v drobných lomech po okolí. V popisované rule jsou zrna křemene silně protaženy ve směru břidličnatosti. 8. Svory, svorové ruly a dvojslídné pararuly ratajské zóny Podle Koutka (1934) se svorová zóna pozvolna vyvinula z břidličnatých rul. Odlišná je metamorfní facie i tektonické postižení (intenzivní vrásnění přecházející až k převrásnění). V okolí Rataj mezi Ledečkem a Talmberkem, kde dosahuje vrásnění a deformace svého maxima se tyto horniny označují jako svorové ruly a dvojslídné pararuly. Na sever od Ledečka a Mrchojed se nacházejí svory, které podle Koutka makroskopicky plně odpovídají svorům dyjské a svratecké klenby. Je zde často viditelné detailní vráskování. Směrem k jihozápadu přecházejí svory spíše do rulových hornin.
9. Tektonika v oblasti kutnohorského krystalinika Obrrázek 3: schéma metamorfního vývoje během exhumace hornin kutnohorského krystalinika (Synek a Oliveriová 1995).
V oblasti kutnohorského krystalinika bylo na základě PT-podmínek a strukturní analýzy metamorfitů vyčleněno několik formací s vlastním tektono-metamorfním vývojem (obr. 3). Podle Synka a Oliveriové (1991) jsou tyto jednotlivé formace odděleny násunovými plochami, duktilními horizontálními posuny a mladými transkurentními zlomy. Podloží těchto tektonických pochodů je pravděpodobně tvořeno monotónní a pestrou skupinou moldanubika. Strukturní diskordance mezi moldanubikem a kutnohorským krystalinikem (ratajská zóna) je vysvětlována přesunem plochy odlepení na vzdálenost kolem 30km. V tomto nasunutí vyznívá s-j. lineace moldanubika. Formování hornin tohoto tzv. kouřimského příkrovu probíhaly za vysokých teplot a nízkých tlaků (granát ani alumosilikát není zastoupen jako indexový minerál). Jejich protolit byl chudý na Al. U makroskopicky podobných migmatitů malínské formace se tyto minerály vyskytují. Mísař et al. (1983) poukazuje na složitou tektonickou stavbu krystalinika a to hlavně díky malínské skupině vystupující v synklinálních strukturách uprostřed kutnohorské skupiny, při okraji šternbersko-čáslavské a i dále v moldanubiku u Havlíčkova Brodu. Z toho důvodu je malínská skupina považována za před metamorfně značně samostatnou jednotku. Nejspodnější šternbersko-čáslavská jednotka tvořící podstatnou část jižní strany krystalinika a objevuje i v jeho nejsevernějším cípu u Kolína. Při jižním okraji zapadá monotónní skupina moldanubika pod krystalinikum. Pravděpodobně je kutnohorské krystalinikum příčně zvlněné synformní strukturou s osami ve směru Z-V a severním okrajem převráceným k jihu. Jednotky na periferii moldanubika se vyznačují příkrovovou stavbou, v jejímž důsledku do kontaktu přicházejí jednotky s různým metamorfním vývojem. V tektonicky nižších jednotkách je přítomen muskovit (případně i chlorit) - většinou retrográdního charakteru. Kutnohorské krystalinikum je pro nižší metamorfózu a mnoho dalších důvodů oddělováno od moldanubika a považováno jako samostatná tektonická jednotka, mají však řadu společných znaků.
10. Použitá Literatura Buriánek, D. (2009) vysvětlivky k základní geologické mapě 1:25 000, list 24-112 Jedlová. Čes. geol. služba Praha Fiala, J., Klečka, M. (1989): Výzkum střižného násunu Kouřimské ortoruly. Zpr. geol. Výzk. v roce 1986, 46 47. Praha. Janeček, J. (1963): Zpráva o geologickém mapování v severním okolí Rataj nad Sázavou. Zpr. geol. Výzk. v roce 1962, 69. Praha. Koutek, J. (1934): Geologie posázavského krystalinika I. Věst. St. geol. Úst. Čs. Republ., 319 333. Praha. Losert, J. (1967): Contribution to the problem of the pre-assyntian tectogenesis and metamorphism in the Moldanubicum of the Bohemian Massif. Krystalinikum, 5, 61 84. Praha. Mísař, Z. (1963): Předdevonský geologický vývoj severovýchodního okraje Českého masívu. Rozpr. Čs. Akad. Věd, Ř. mat. přír. Věd., 1 60. Praha. Mísař, Z., Dudek, A., Havlena, V. & Weiss, J. (1983): Geologie ČSSR I. Český masív. Státní pedagogické nakladatelství. Praha. Oliveriová, D. (1993): Metamorfní vývoj metapelitů svorové zóny kutnohorského krystalinika Zpr. geol. Výzk. v roce 1991, 100 103. Praha. Pauk, F. (1947b): Zoráva o přehledném mapování na listu Kutná Hora v severním okolí Uhlířských Janovic. Věst. St. geol. Úst. Čs. Repub., 139 140. Praha. Synek, J. (1993): Deformační vývoj kouřimského příkrovu. Zpr. geol. Výzk. v roce 1991, 132 133. Praha.