Textová část

Terénní dokumentace

Internetové stránky

Literatura

Hlavní stránka

7. LitostratigrafiE

Litostratigrafií rozumíme tu část stratigrafie, která studuje relativní stáři geologických těles na základě litologických znaků hornin a na základě vzájemné pozice těles v zemské kůře. Jejím základem je stratigrafický zákon, pro nějž se vžil název zákon superpozice (posloupnosti vrstev): v normálním vrstevním sledu jsou vrstvy uložené nahoře mladší než vrstvy uložené pod nimi (obr. 1).

Obr. 1. Schéma uplatnění zákona superpozice v řezu (Kumpera, Vašíček, 1988)

1 až 8 - vrstvy a výlevná tělesa s přívodnímí kanály 6 od nejstarších k nejmladším.

Zákon formuloval dánský lékař a přírodovědec N. Stensen (1638-1686), který je považován za zakladatele stratigrafie. Zákon platí pouze pro normální vrstevní sledy. V překocených vrásových ramenech, případně v některých dalších tektonických strukturách je sled vrstev obrácený (obr. 2). Jednou z nejobtížnějších úloh je zjištění překoceného vrstevního sledu a jeho odlišení od normálního sledu. Úloha bývá o to složitější, že v terénu jsou v důsledku zakrytí zvětralinami obnaženy jen části tektonických struktur, jejich ohyby nelze většinou přímo pozorovat a jsme odkázáni na jejich rekonstrukci.

Obr. 2a. Schéma normálního a překoceného vrstevního sledu v řezu izoklinální vrásou, 1 až 9 – vrstvy od nejmladších k nejstarším (Kumpera, Vašíček, 1988)

Obr. 2b. Normální a překocený vrstevní sled, Stará Ves, spodní karbon (foto P. Skupien).

Stanovení směru posloupnosti v sedimentárních horninách

Pro určení stratigrafické posloupnosti v sedimentech můžeme použít tři druhy kritérií - litologická, tektonická a paleontologická.

Litologická kritéria se opírají především o existenci primární vertikální anizotropie ve vrstvách, vytvořené v důsledku rozdílných fyzikálních podmínek při vzniku spodní a svrchní části vrstvy. K nejdůležitějším patří zvrstvení. Gradační zvrstvení je uspořádání zrn ve vrstvě se staticky postřehnutelným úbytkem jejich velikostí od báze vrstvy ke svrchní vrstevní ploše (obr. 3). Šikmé nebo křížové zvrstvení ukazuje na směr posloupnosti tím, že jeho laminy se ke spodní vrstevní ploše asymptoticky sbíhají, zatímco nahoře bývají následujícím proudem seříznuty (obr. 4). Konvolutní zvrstvení má ohyby lamin uspořádány tak, že jeho antikliny bývají podstatně užší než synkliny. Úlomky (intraklasty) spodní vrstvy se mohou nacházet pouze ve vrstvě nadložní (obr. 5). Z litologických jevů umožňují řešeni posloupnosti také různé druhy nerovností spodních vrstevních ploch (hieroglyfy, obr.6).

Obr. 3a. Schéma gradačního zvrstvení (Kumpera, Vašíček., 1988) a rytmů v sedimentaci. R – rytmus, 1 – psefity až psamity, 2 - prachovce, 4 – jílovce.

Obr. 3b. Gradační zvrstvení, Kosov u Berouna, silur (foto P. Bokr).

Obr. 4. Šikmé zvrstvení, Sandberg na Slovensku, neogén (foto P. Skupien).

Obr. 5. Intraklasty pelitické horniny na bázi vrstvy pískovce, Hukvaldy, svrchní křída (foto P. Skupien).

Obr. 6. Pohled na spodní vrstevní plochy pískovců se zřetelnými nerovnostmi, Sinop, Turecko, svrchní křída (foto P. Skupien).

Nerovnosti mechanického původu (mechanoglyfy) byly vytvořeny výmolnou činností na jílovitém dně bud' částicemi vlečenými proudem při dně (vlečné nerovnosti), nebo erozní činností celého proudu (proudové nerovnosti). Vzniklé deprese v jílovitém dně byly vyplněny písčitými sedimenty, usazenými většinou proudem, který deprese vyhloubil. Po diagenezi pak vznikly výplně nerovností, které se zachovávají na spodní vrstevní ploše psamitických poloh jako drobné elevace různých tvarů (obr. 7). Tohoto znaku využíváme při určení stratigrafické posloupnosti. K mechanoglyfům patří též čeřiny (obr. 8). Zejména tvar oscilačních čeřin, které jsou nahoře zašpičatělé, slouží jako ukazatel posloupnosti; naopak proudové čeřiny lze jako indikátory posloupnosti použít jen výjimečně. Vzápětí po uložení se na spodní vrstevní ploše psamitů a psefitů na styku s podložními pelity tvoří vtisky (obr. 9). Vznikají v důsledku nerovnoměrného zatlačení rychle usazených hruběji klastických poloh do podložních nezpevněných pelitů. Vytvářejí proto nepravidelné vybouliny na spodní vrstevní ploše některých psamitických nebo psefitických poloh. Pro určení normální a překocené polohy vrstev lze použít též nerovnosti vrstevních ploch biologického původu - tzv. ichnofosilie (stopy po lezení, požerky apod., obr. 10).

Obr.7a. Nerovnosti vrstevních ploch se nejčastěji zachovávají v podobě výplní vystupujících jako elevace ze spodních vrstevních ploch psamitických poloh; lze podle nich rozlišit smysl stratigrafické posloupnosti (podle Kumpery et al., 1988). 1 - výplň vlečné rýhy, 2 - výplně erozních stop přecházející do výplně erozních brázd (3), 4 - výplně zabořených stop, 5 - výplně skokových stop, 6 -směr do nadloží, 7 - směr do podloží.

Obr. 7b. Výplně erozních stop na spodní vrstevní ploše pískovce, Ostravice, spodní křída (foto P. Skupien).

Obr. 8. Čeřiny, Vinice, ordovik (foto P. Bokr).

Obr. 9. Vtisky na spodní vrstevní ploše.

Obr. 10. Stopy po lezení organismů ba spodní vrstevní ploše pískovce, Trojanovice, svrchní křída (foto P. Skupien).

Tektonická kritéria pro určení stratigrafické posloupnosti lze použít především v sedimentech, které podlehly intezívnějšímu vrásnění. Vlečné vrásky vznikají v plastičtějších, nejčastěji pelitických horninách, uzavřených mezi horninami rigidními (převážně psamitickými), dvojicí sil vytvořenou při ohybovém skluzu. Vergence těchto vrásek směřuje vždy do vrcholu antiklinály. Umožňuje tak rekonstrukci vrásy a určení normálního nebo překoceného vrstevního sledu.

Paleontologické kritérium pro odlišení normálního a překoceného vrstevního sledu se opírá o druhý základní stratigrafický zákon - zákon stejných zkamenělin (viz. kapitola biostratigrafická metoda). Jedním ze znaků normálního vrstevního sledu mohou být nálezy zkamenělin rostlin v růstové pozici (obr. 11).

Obr. 11. Fosilizovaný kmen plavuně v růstové pozici, svrchní karbon, Žacléř (foto P. Skupien).

Stanovení směru posloupnosti u magmatických hornin

Rovněž v tělesech výlevných hornin, jako jsou lávové proudy nebo příkrovy, umožňují některé jevy rozlišení normálního a překoceného sledu. V pyroklastikách, která efuzíva často provázejí, se setkáváme s jevy gradačního zvrstvení tufů. Vzniká rozdružením částic vyvržených sopkou za letu vzduchem a uspořádáním pyroklastik od hrubozrnných sopečných aglomerátů přes písčité tufy, popelové tufy až po vápence usazené v době sopečného klidu. Povrch lávových proudů a příkrovů bývá vyznačen jevy, které mají původ ve styku lávy s atmosférou. Na povrchu se tvoří zvláštní formy lávy - láva pahoe-hoe, aa-láva (bloková), pillow láva (polštářová). Svrchní část proudu bývá rozpukaná a zející pukliny bývají vyplněné lávou nadložního tělesa nebo mladšími sedimenty.

Relativní stáří intruzívních geologických těles a tektonických poruch stanovujeme podle pravidla intersekce: intruzívní těleso je mladší než horniny, které proráží, anebo pravidla kontaktní metamorfózy – kontaktně metamorfované horniny jsou starší než intruze (obr. 12). Podobně zlomy jsou mladší než horniny, které porušují.

Obr. 12. Čedičová žíla třetihorního stáří prorážející druhohorní pískovce, Střeleč (foto R. Grygar).

Z hlediska litostratigrafického je důležité rovněž sledovat diskordantní neboli nesouhlasné uložení souborů vrstev (diskordance). Jedná se o období přestávky v sedimentaci, které je označováno jako stratigrafický hiát. Po dobu stratigrafického hiátu jsou podložní vrstevní soubory vystaveny erozi a denudaci. Plocha diskordance proto bývá nejčastěji nerovná (obr. 13). Rozlišujeme diskordanci skrytou a zjevnou.

Jako skrytou diskordanci označujeme případ diskordantního uložení, u něhož jsou vrstvy v podloží a v nadloží plochy diskordance uloženy paralelně (obr. 14, obr. 15). Během stratigrafického hiátu nedošlo k vrásnění podložního souboru vrstev, došlo pouze k výzdvihům a před sedimentací nadložního souboru vrstev k novému poklesu.

Obr. 13. Plocha diskordance ve vápencích, spodní křída, Ladce, Slovensko (foto P. Skupien).

Obr. 14. Vznik skryté diskordance.

Obr. 15. Skrytá diskordance mezi sedimenty spodní a nejvyšší křídy, Amasra, Turecko (foto P. Skupien).

Zjevná (úhlová, angulární) diskordance představuje uložení, u kterého během stratigrafického hiátu byl podložní vrstevní sled zvrásněn a jeho povrch denudován. Po novém poklesu a transgresi se usadil nadložní soubor vrstev na zvrásněném a denudovaném podkladu (obr. 16, 17). Význačným znakem úhlové diskordance je skutečnost, že nadložní sedimenty se stýkají s podložními vrstvami různého stáří.

Obr. 16. Vznik zjevné diskordance.

Obr. 17. Zjevná diskordance v sedimentech svrchní křídy, Ugurlu, Turecko (foto P. Skupien).

 Litostratigrafie umožňuje vymezení litostratigrafických jednotek.