MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Ústav geologických věd Bakalářská práce současný stav problému v literatuře Rešerše Tektonická analýza kyšperského zlomu Lukáš Antl Podzimní semestr Učo: 409 106 2015
Obsah 1 Úvod... 3 1.1 Geomorfologická lokalizace... 4 1.1.1 Historie výzkumu východní části české křídové pánve... 4 1.1.2 Rozdělení podle Krejčího (1870)... 4 1.1.3 Rozdělení podle Zahálky B. (1924)... 5 1.1.4 Rozdělení podle Čecha et al. (1980)... 5 2 Geologický vývoj jihovýchodní části české křídové pánve... 6 2.1 Podloţí... 6 2.2 Stratigrafie a litologie... 7 2.3 Nadloţí... 8 2.4 Tektonika... 8 3 Geologie kyšperské synklinály... 8 3.1 Podloţí... 8 3.2 Stratigrafie a litologie... 9 3.2.1 Perucko-korycanské souvrství... 10 3.2.2 Bělohorské souvrství... 10 3.2.3 Jizerské souvrství... 10 3.2.4 Teplické souvrství... 10 3.2.5 Březenské souvrství... 11 3.3 Tektonická stavba kyšperské synklinály... 11 3.4 Hydrogeologie... 12 3.4.1 Oběh podzemních vod... 12 3.4.2 Vyuţití podzemních vod... 12
1 Úvod Česká křídová pánev je situována v severní části Českého masivu a je nejrozsáhlejší plošně souvislou sedimentární pánví platformního pokryvu Českého masivu. Rozloha české křídové pánve je kolem 14 600 km 2 při čemţ 12 490 km 2 se rozkládá na území České republiky. V malých částech zasahuje česká křídová pánev na území Německa a Polska. Její délka dosahuje 290 km v osním směru, a šířky aţ 100 km. Ohraničení české křídové pánve je téměř výhradně denudační a jen z malé části tektonické. Sedimentace v české křídové pánvi probíhala od oddělení svrchní křídy od stupně cenoman do santonu v časovém rozmezí 13 aţ 15 miliónů let (viz obr. 1). Sedimentární výplň pánve tvoří ve velké míře klastické sedimenty s velmi proměnlivou zrnitostí. Podloţí české křídové pánve je tvořeno převáţně krystalinikem proterozoického stáří (Herčík et al., 1999). Obrázek 1. Poloha české křídové pánve (Chlupáč et al., 2002 upraveno)
1.1 Geomorfologická lokalizace Zájmová oblast je součástí východní části české křídové pánve mezi Ţamberkem, Letohradem, Lanškrounem a Moravskou Třebovou. Na východě je ohraničena denudační oblastí a na západě se jedná o ohraničení tektonické zajištěno kyšperským zlomem ve směru SSZ-JJV, který odděluje oblast české křídové pánve od poorlického permu v délce asi 65 km. 1.1.1 Historie výzkumu východní části české křídové pánve Historie výzkumu české křídové pánve začala ve větší míře koncem 18. století, kdy Reuss (1793-1797) zpracoval shrnutí výsledků prospektorské činnosti pro část české křídové pánve a přilehlého krystalinika pohraničních hor. Základ stratigrafického členění zpracoval Krejčí (1870). Koncem 19. století byla česká křídová pánev podrobena mnoha vyhledávacími vrty pro nalezení loţisek černého uhlí většinou s negativními výsledky. Tyto vrty byly po dlouhá léta nejvýznamnějším shrnutím znalostí o podloţí svrchní křídy a i dnes zůstává zdrojem informací pro další výzkum. Další významný výzkum provedl Č. Zahálka (1918, 1921) a později jeho syn B. Zahálka (1924), který rozdělil českou křídovou pánev na oblasti podle facií a popsal jejich rozdíly. Na základě paleontologických nálezů sestavil Soukup (1956) stratigrafii svrchní křídy. Přehled současného stavu litostratigrafie vypracoval (Čech at al., 1980). 1.1.2 Rozdělení podle Krejčího (1870) Krejčí vymezil 8 souvrství podle petrografické a paleontologické charakteristiky. Jsou to: 1 perucké vrstvy 2 korycanské vrstvy 3 bělohorské vrstvy 4 malnické vrstvy 5 jizerské vrstvy 6 teplické vrstvy 7- březenské vrstvy 8 chlomecké vrstvy
1.1.3 Rozdělení podle Zahálky B. (1924) Zahálka B. (1924) rozdělil facie podle rozmanitosti křídových hornin na 10 oblastí. 1. Luţická oblast - je součástí luţického plutonu. Převáţnou část oblasti tvoří písčitý materiál. Téměř všechna souvrství tvoří kaolinické pískovce. 2. Jizerská oblast - vyznačuje se svými mocnými vrstvami vápnitých pískovců. 3. Labská oblast - je součástí centrální části české křídové pánve, jiţně od Krkonoš a je tvořena převáţně pelitickými, slínitými a slínito-jílovitými sedimenty. 4. Hejšovinská oblast - leţí v broumovském výběţku s převahou pískovců. 5. Bystřická oblast většina oblasti je na území Polska. Převaţují zde pískovce s velkým podílem jílu. 6. Orlickoţďárská oblast situována v jihovýchodním výběţku české křídové pánve. Charakterizují ji vápnité pískovce. 7. Kolínská oblast relativně malá oblast kolem města Kolín. Charakterizují ji pobřeţní útesové vápence. 8. Vltavoberounská oblast tvoří široký pruh kolem Prahy. Charakterizují ji slínité a slínito-písčité sedimenty. 9. Ohárecká oblast tvoří nejzápadnější část české křídové pánve v okolí řeky Ohře. Oblast je charakteristická svými politickými slínito-jílovitými sedimenty. 10. Dráţďanská oblast leţí na území Německa. Tvoří ji slínito-jílovité sedimenty. 1.1.4 Rozdělení podle Čecha et al. (1980) Při popisu faciálního vývoje uţíváme litostratigrafické rozdělení české křídové pánve podle (Čecha et al., 1980), ze kterého vychází i publikace vydávané Českým geologickým ústavem (Herčík et al., 1999). Jsou to: 1 perucko-korycanské souvrství 2 bělohorské souvrství 3 jizerské souvrství 4 teplické souvrství 5 březenské souvrství 6 merboltické souvrství
2 Geologický vývoj jihovýchodní části české křídové pánve 2.1 Podloží Podloţí platformního křídového pokryvu jihovýchodního výběţku české křídové pánve je tvořeno převáţně Poličským, Letovickým a Zábřeţským krystalinikem a sedimenty permu (Kettner 1922, Kodym Svoboda 1950). Stáří této série povaţuje většina autorů za svrchní proterozoikum. Stratigrafie některých slaběji metamorfovaných celků v jihovýchodním okolí Moravské Třebové není dodnes určena. Jedna část je určena jako devonská a další je pravděpodobně spodnokarbonská (Malkovský et al., 1974). Prozkoumanost podloţí české křídové pánve v jihovýchodní části je dodnes nerovnoměrná, například u poorlického permu, tvořící západní hranici kyšperské synklinály, doposud nemáme ţádné informace o jeho hlubinném podloţí a jen velmi ojedinělé informace o podloţí samotné kyšperské synklinály (Malkovský et al., 1974). Nejdůleţitějším zdrojem informací pro určení podloţí kyšperské synklinály je vrt HP 17 u Lanškrouna, kde byly popsány ruly se silimanitem a andalusitem (Vodička 1960). Obecně je metamorfní podloţí jihovýchodní části české křídové pánve tvořeno drobně aţ hrubě lepidoblastickými dvojslídnými nebo biotitickými rulami a svorovými rulami zčásti s granátem, z menší části svory a svorovými rulami granáticko-staurolitickými (Malkovský et al., 1974).
Obrázek 2. Schéma litofaciálního vývoje české křídové pánve (Čech et al., 1980) 1 slepence, 2 pískovce s vloţkami jílovců, 3 pískovce, 4 cyklické střídání slepenců a jílovců, 5 prachovce, 6 vápnité jílovce aţ slínovce s vloţkami pískovců (flyšoidní facie), 7 vápnité jílovce, slínovce, méně biomikritické vápence, 8 vápnité jílovce a slínovce, méně jílovité vápence, z části silicifikované (rohatecké vrstvy), 9 spikulitové slínovce, méně spongolity, 10 biosparitické vápence, 11 glaukonitické horizonty na hiátové ploše 2.2 Stratigrafie a litologie Česká křídová pánev je typická svými dvěma základními typy faciálních struktur, které se určují podle typu materiálu přinášeného z pevninských oblastí. Jihovýchodní část české křídové pánve spadá do oblasti s omezeným přínosem pevninského materiálu. Pro tuto oblast je typická facie vápnitých jílovců a slínovců s přechody do jílových vápenců (Chlupáč et al., 2002).
2.3 Nadloží Nadloţí jihovýchodní části české křídové pánve tvoří na většině území slabé nejednotné kvartérní uloţeniny. Východní část pánve vznikala v marinním prostředí, jehoţ sedimenty jsou převáţně neogenní prachovité i jemně písčité jílovce aţ jíly, zčásti vápnité (tégly) (Herčík et al., 1999). V malé míře jsou v jílovcích zastoupeny i tenké polohy pískovců a jen ojediněle slepenců. Neogenní sedimenty jsou litologicky velmi podobné březenskému souvrství svrchní křídy. Z kvartérních uloţenin se objevují často plošné výskyty štěrkopísků a sprašových hlín. 2.4 Tektonika S vyjímkou svrchní křídy je tektonický vývoj území zachován po celé období mezozoika a kenozoika. Sedimenty triasu, jury, neogénu a kvartéru jsou zachovány jen v malých polohách a často pouze jako relikty. Během saxonsté tektogeneze se počítá s přesmykovým smyslem pohybu celého území protoţe před sedimentací svrchní křídy byla v severovýchodní části celého českého masivu oddenudována téměř veškerá jura (Malkovský 1978). Veškeré strukturní stavby platformního pokryvu jsou sekundární a jsou pouhým odrazem pohybů jednotlivých podloţních ker. Ve východní části české křídové pánve jsou dominujícími strukturami zlomy, antiklinály a synklinály SZ-JV směru. Mezi nejvýznamnější zlomy řadíme semanínský, kyšperský, ţeleznohorský malejovický a jílovický. Mezi významné vrásové struktury řadíme antiklinálu Ţelezných hor, vraclavskou antiklinálu, hradeckou synklinálu, vysokomýtskou synklinálu, ústeckou synklinálu a kyšperskou synklinálu (Herčík et al., 1999). 3 Geologie kyšperské synklinály 3.1 Podloží Území kyšperské synklinály tvoří úzký pruh platformního pokryvu české křídové pánve o délce 65 km a šířce 5-14 km protaţeném ve směru SSZ-JJV. Probíhá od Litic nad Orlicí aţ ke Staré Rovni jihovýchodně od Moravské Třebové (Malkovský 1978). Mezi permskou výplní orlické pánve (poorlického permu) a krystalinikem orlicko-sněţnické skupiny a zábřeţské jednotky (Herčík et al., 1999). Kyšperský zlom nebyl dodnes detailněji prozkoumáván, takţe o jeho podloţí víme jen velmi málo. Nejdůleţitějším zdrojem informací pro určení podloţí tedy zůstává vrt HP 17 vyhlouben u Lanškrouna, ve kterém byly na bázi
popsány ruly se silimanitem a andalusitem (Vodička 1960). Dále to jsou četné dnes jiţ opuštěné lomy zakládané přímo na ose synklinály, na kterých osa synklinály těsně sleduje průběh kyšperského zlomu s uloţením vrstev svrchní křídy pod téměř kolmým úhlem. 3.2 Stratigrafie a litologie Podloţí platformního pokryvu tvoří téměř výhradně metamorfované horniny proterozoického stáří, místy i granitoidy luţické oblasti. V nejsevernější části kyšperské synklinály zaujímají polohu ruly a svory orlicko-sněţnické jednotky. Ve střední části mají značný rozsah málo metamorfované horniny řadící se do zábřeţského krystalinika proterozoického aţ paleozoického stáří (Herčík et al., 1999). Jiţní část potom tvoří horniny letovického krystalinika s kulmskými sedimenty moravsko-slezského paleozoika v jihovýchodním ukončení kyšperské synklinály. V centrální části u Lanškrouna je svrchní křída zachována v mocnosti aţ 600 m a stratigraficky zahrnuje perucko-korycanské aţ březenské souvrství. Obrázek 3. Stratigrafické schéma kyšperské synklinály a pozice kolektorů (Herčík et al., 1999).
3.2.1 Perucko-korycanské souvrství Perucké vrstvy se svým stářím řadí do albu a cenomanu. V kyšperské synklinále zaujímají jen ojedinělé výskyty křemenných slepenců, pískovců a jílovců o mocnostech jen několika metrů, ojediněle do 20 m., sedimentace probíhala v záplavových cyklech. Korycanské vrstvy jsou rozšířenější, jejich absence je jen na podloţních elevacích především v severní části kyšperské synklinály v okolí Ţamberka. Pískovce jsou nejčastěji hrubě aţ středně zrnité, mohou přecházet aţ do slepenců. Mocnosti běţně dosahují do 15 m jen místy mohou dosahovat 40-50 m. Stáří se odhaduje na svrchní cenoman. 3.2.2 Bělohorské souvrství Bělohorské souvrství má celkovou mocnost 55-70 m a je dobře ohraničeno svými pevnými slínovci ve spodní části, nad nimi jsou vyvinuté ţlutavé prachovito-písčité spikulitové slínovce o mocnosti v průměru 30 m, které zvolna přecházejí do jemně aţ středně zrnitých jílovito-vápnitých pískovců. Stáří bělohorského souvrství se datuje do spodního turonu. 3.2.3 Jizerské souvrství Jizerské souvrství má velmi podobný litologický vývoj jako souvrství bělohorské. Mocnost jizerského souvrství je 85-100 m přičemţ se dělí na dvě části. Převaţující facií jsou pevné slínovce, které v severní polovině tvoří celý profil jizerského souvrství. V jiţní polovině se jejich mocnost sniţuje a tvoří jen spodní část souvrství, svrchní část je tvořena velmi pevnými prachovito-písčitými spikulitovými slínovci, které mají na jiţním okraji synklinály mocnost aţ 80 m. Jejich mocnost se směrem k severu sniţuje a v okolí Lanškrouna vykliňují. Pevné spikulitové pískovce nalezené v horní části bělohorského a jizerského souvrství mají z hydrogeologického hlediska vlastnosti kolektorů a jsou určeny jako prachovce nebo pískovce. Stáří jizerského souvrství se řadí do středního turonu. 3.2.4 Teplické souvrství Teplické souvrství můţeme navzdory jeho mocnosti, která činí 80-120 m nalézt pouze ve střední části kyšperské synklinály. Je tvořeno především vápnitými jílovci aţ slínovci, místy prachovitými. Svrchní část souvrství zaujímají rohatecké vrstvy o mocnosti 24-28 m,
které se vyznačují silifikací se zvýšenou pevností. Stáří souvrství je střední turon aţ spodní coniak. 3.2.5 Březenské souvrství Březenské souvrství je v jiţní a střední části zastoupeno mocnými marinními neogenními sedimenty, které vyplňují hluboká atektonická ůdolí. Ve vrtu HP 17 u Lanškrouna byla zjištěna mocnost 312 m, kde se jedná o největší zachovanou mocnost. Z litologického hlediska se jedná o prachovité a jemně písčité jílovce aţ jíly, zčásti vápnité (tégly) s občasnými vloţkami pískovců a velmi ojediněle i slepenců. Neogenní sedimenty jsou srovnatelné s březenským souvrstvím svrchní křídy. Vrtem v Horní Čermné byla zjištěna jejich mocnost 284 m. Terciér zastupují relikty fluviálních štěrkopísků a z kvartéru svahové uloţeniny a sprašové hlíny. Stáří se odhaduje na spodní aţ svrchní coniak. 3.3 Tektonická stavba kyšperské synklinály Kyšperský zlom je pravděpodobně jihovýchodním pokračováním semanínského zlomu s rozbíhavou tendencí, který se v jiţní části odklání k JV směrem od poorlického permu a vytváří tak samostatnou kru s ojedinělým výskytem krystalického vápence oddělenou několika paralelními zlomy zlomového pásma. Na SZ porušuje krystalinikum a sedimenty poorlického permu a na SV uloţeniny svrchní křídy kyšperské synklinály. Je jasné, ţe kyšperský zlom není jednotná linie, ale pásmo několika rovnoběţných zlomů, které jsou na několika místech rozsekány příčnými zlomy a horizontálně posunuty v řádech 100-600 m (Vavřínová 1946). Délka kyšperského zlomu se odhaduje na 65 km, probíhá od Litic na Moravě a jihovýchodně od Moravské Třebové mezi Starou Rovní a Vranovou Lhotou se noří pod sedimenty kulmu. Jeho jihovýchodní ukončení je tedy nejasné Malkovský (1978). Kyšperský zlom nebyl v minulosti nijak detailněji studován, přestoţe se jedná o důleţitý zlom s inverzními pohyby. Tektonika kyšperského zlomu je sloţitá, jedná se o velmi starou flexuru s několika různými pohyby. Převáţně v okolí Moravské Třebové je určení tektoniky problematické kvůli příčným poklesům a rovnoběţným zlomům dělící litickou ţulu a zábřeţskou pararulu v podloţí. Východní hranice poorlického permu se v příčném profilu jeví jako mírná antiklinála sudetského směru, jejíţ severovýchodní okraj omezuje dislokace, která má znaky přetrţené tlakové flexury (Vavřínová 1946).
3.4 Hydrogeologie Z hydrogeologického hlediska je kyšperská synklinála ojedinělým druhem vodohospodářského bilančního celku. V celém protáhlém území ve směru SSZ-JJV o délce asi 65 km není ţádný tok orientován podélně. Veškeré přítoky do oblasti kyšperské synklinály tečou v příčném směru. Tyto jsou Divoká a Tichá Orlice, Moravská Sázava a Třebůvka. První zhodnoccení zásob podzemních vod v kyšperské synklinále provedla (Vavřínová 1946) v rámci bilančního hodnocení české křídové pánve (Herčík et al., 1999). 3.4.1 Oběh podzemních vod V kyšperské synklinále je rozdíl ve zvodnění kolektoru B (viz obr. 3) podél osy synklinály a jejích křídlech. Východní část kyšperské synklinály nemá souvislé zvodnění, coţ dokazují vrty u Kameničné, Koruně a Prklišové s negativními výsledky. V jiţní části kyšperské synklinály u Starého Města je oblast rozdělena příčnou poklesovou dislokací. Centrální a severní část synklinály je dotována Moravskou Sázavou s drenáţní bází v Krasíkově 320 m n. m., Divokou Orlicí v Ţamberku s bází 400 m n. m. a Tichou Orlicí v Letohradě s bází 365 m n. m. Jiţní úsek kyšperské synklinály je dotován Třebůvkou s napjatostí hladiny na kótě 300 m n. m. 3.4.2 Využití podzemních vod Z vodohospodářského hlediska patří kyšperská synklinála k významným oblastem křídové pánve. Zásoby udrţitelného čerpání v kategorii C2 se odhadují na 1 190 l/s, z toho vyuţitelné zásoby na 750 l/s. Soustředěné odběry jsou pro Ţamberk (211 l/s), Letohrad (281 l/s), Lanškroun (181 l/s) a Moravskou Třebovou (181 l/s). Kvalita podzemních vod je velmi dobrá pro hromadné zásobování a vyţaduje jen nenáročnou úpravu technologií odţelezováním (Herčík et al., 1999). Obrázek 4. Zásoby podzemních vod kyšperské synklinály (l/s), (Herčík et al., 1999). Literatura
Chlupáč, I. Brzobohatý, R. Kovanda, J. & Stráník, Z. (2002): Geologická minulost České republiky. Academia, Praha. Čech, S. Klein, V. Kříţ, J. & Valečka, J. (1980): Revision of the Upeer Cretaceous stratigraphy of the Bohemian Cretaceous Basin. Věst. Ústř. Úst. Geol., 55, 277 296. Praha. Herčík, F. Hermann, Z. & Valečka, J. (1999): Hydrogeologie české křídové pánve. Český geologický ústav. Praha. Kettner, R. (1922): Algonkium na Moravě. Čas. Vlasten. Mus. Spol., 33, 1-4. Olomouc. Kodym, O. Svoboda, J. (1950): Zpráva o geologických výzkumech širšího okolí Jevíčka, Letovic a Poličky. Věst. Ústř. Úst. geol., 25, 115-120. Praha. Krejčí, J. (1870): Studie v oboru křídového útvaru.i. Všeobecné a horopisné poměry, jakoţ i rozčlenění křídového útvaru v Čechách. Arch. Přírodověd. Prozk. Čech, 1, 35-161. Praha. Malkovský, M. (1978): Tektogeneze platformního pokryvu Českého masivu. Knihovna Ústř. Úst. Geol., 53, 1 176. Praha. Malkovský, M. Benešová, Z. Čadek, J. Holub, V. Chaloupský, J. Jetel, J. Müller, V. Mašín, J. & Tásler, R. (1974): Geologie české křídové pánve a jejího podloţí. Nakladatelství Československé akademie věd. Praha. Šraut, B. (2006): Křehké porušení české křídové tabule v okolí Vysokého Mýta. MS, bakalářská práce. Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. Brno. Šraut, B. (2008): Tektonická stavba východní části české křídové pánve. MS, Diplomová práce. Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. Brno. Vavřínová, M. (1946): Geologie jihozápadního podhůří Orlických hor v okolí Kyšperka a jeho saxonská tektonika. Sbor. Stát. geol. Úst., Odd. geol., 13, 343-373. Praha. Vavřínová, M. (1948): Soupis lomů ČSR. Číslo 29, Okres Ţamberk (doplňky). Čs. svaz pro výzkum a zkoušení technicky důleţitých látek a konstrukcí v Praze spolu se Stát. geol. Úst. ČSR. Praha Vodička, J. (1960): Podloţí východočeského křídového útvaru z hlediska nových výzkumů. Sbor. Ústř. Úst. geol., Odd. geol., 26, 287-331. Praha. Zahálka, B. (1924a): Oblasti české křídy. Čas. Mineral. Geol., 1, 13-15. Praha. Zahálka, B. (1924b): Oblasti české křídy. Čas. Mineral. Geol., 1, 39-45. Praha.