7. Permokarbonské vnitřní molasové pánve
Během karbonu a permu doznívají orogenní vrásovo-násunové deformace jednotek Českého masivu spjaté často s výraznými laterálními přesuny jednotek. Český masiv je následně deformován již jen v režimu křehkých deformací, přičemž je postupně transformován ve stabilní, konsolidovanou platformní jednotku, která je ovlivňována periodicky se opakujícími vertikálními pohyby kůry (příp. horizontálními posuny km řádu), které vytvářely akomodační prostor pro ukládání sedimentů v pánvích, které vznikaly na erodovaném variském podkladu. Postvariský vývoj můžeme rozdělit do zhruba dvou dílčích fází: období permokarbonu až spodního triasu, kdy mají vznikající pánve úzké prostorové vazby k variské zonalitě Českého masivu, a období jury až kvartéru, kdy je sedimentární pokryv na variské zonální stavbě již jen minimálně, resp. zcela nezávislý. Druhou skupinu jednotek můžeme považovat za typicky platformní, tj. nezvrásněné, spočívající převážně subhorizontálně na starším podloží.
Svrchněpaleozoické limnické pánve vznikaly v závěrečných fázích variské orogeneze, kdy v důsledku kolizních deformací došlo k nárůstu mocnosti kůry variského orogénu (obr. 7.1). S tím souvisela její anatexe ve spodních partiích a následný gravitační kolaps - extenze. Ve svrchních korových doménách docházelo během extenze k vertikální diferenciaci dílčích segmentů, které byly následně vyplňovány většími mocnostmi kontinentálních sedimentů. Vznikaly tak různé typy intrakratonních postorogenních pánví, jejichž okraje jsou obvykle omezeny synsedimentárními nebo mladšími zlomy. Převážná část permokarbonských pánví (obr. 7.2) má proto charakter asymetrických příkopů, členěných případně dílčími hrásťovými strukturami. Primární transgresivní okraje sedimentárních pánví jsou dnes posterozně zachovány jen zřídka.
První skupinu svrchnopaleozoických permokarbonských pánví (obr. 7.3) představují intramontánní limnické pánve, které byly vyplňovány sedimenty již od namuru (vnitrosudetská pánev na našem území) ale častěji až od westphalu do stefanu (tj. cca 310-290 Ma). Tyto pánve jsou rozšířeny především v lemu bývalých kolizních kontaktů saxothuringika a bohemika a bohemika a moldanubika, jejichž natavená a lehká spodní kůra byla rychle exhumována. Druhá skupina úzkých příkopovitých, často asymetrických depresí (obr. 7.2) je již nezávislá na průběhu hlavních rozhraní variského orogénu. Vzniká oživením pohybů na sz. - jv. a ssv. - jjz. zlomech, které jsou reakcí na šikmý směrný pohyb armorických mikrokontinentů vůči Laurussii. Pánve tohoto typu mají stratigrafické rozsahy sedimentů v intervalu od stephanu do konce permu. V této době byl Český masiv blízkosti rovníku (Krs et al., 2001) v oblasti tropického klimatu (viz obr 7.1), které se během permu postupně aridizovalo. Barva permokarbonských sedimentů i jejich složení často odráží klimatické změny. Červené sedimenty (viz obr. 7.4), odpovídají klimaticky sušším obdobím, zatímco pestré nebo šedé sedimenty obdobím humidnějším. Charakteristická barevnost sedimentů posloužila již k minulosti k základnímu rozdělení výplně limnických pánví do základních lito stratigrafických jednotek - souvrství (např. ve středočeských pánvích spodní šedé (kladenské), spodní červené týnecké, svrchní šedé - slánské, svrchní červené - líňské).
Permokarbonské sedimenty (obr. 7.3, 7.4) představují většinou proluviální a deluviální sedimenty (sedimenty výnosových kuželů, svahové sedimenty, sedimenty náhlých přívalových splachů), nivní sedimenty (sedimenty meandrujících a divočících řek), které se laterálně i vertikálně zastupují se sedimenty průtočných nebo neprůtočných jezer. Jezerní (limnické) sedimenty se vyznačují tmavými laminárně zvrstvenými sedimenty se slojkami uhlí, přítomností deltových vějířů, jezerních karbonátů a v neposlední řadě i často bohatými nálezy fauny - ryb a obojživelníků. V permu byly dosti běžné i pouštní eolické sedimenty. Protože je zvláště v červených sedimentech nedostatek fauny i flóry, podle které by bylo možno sledy jednotlivých pánví přesně stratigraficky zařadit, je jejich výplň stratigraficky zařazovány pouze na litologické bázi a analogiích s jinými pánvemi oblasti.
Permokarbonské sedimenty jsou, podobně jako v karbonu hornoslezské pánve, často charakteristicky cyklicky uspořádány (obr. 7.5), což odráží klimatické vlivy, místní tektonické poměry nebo změny přínosu materiálu. Zejména fluviální sekvence se projevují nahoru se zjemňujícími cykly slepence a pískovce (arkózy) na bázi cyklů přecházejí do jemnějších prachovců a jílovců s uhelnými slojemi. Nejvýznamnější uhelné sloje, v minulosti i průmyslově těžené v kladensko-rakovnické pánvi a západočeských pánvích a vnitrosudetské pánvi, jsou zastoupeny v šedě nebo pestře zbarvených megacyklech. V červeně zbarvených karbonských (týnecké, líňské) a permských souvrstvích podkrkonošské a vnitrosudetské pánve, která se vyznačují často malým obsahem organické hmoty, vyššími obsahy bóru a přítomností minerálů dokládajících suché aridní pouštní podmínky (sádrovce, dolomit), většinou uhelné sloje nejsou přítomny nebo mají jen malé mocnosti. Velmi dobrými korelačními horizonty tam, kde není průkazná flóra nebo fauna, jsou pak uhelné sloje, polohy tufů (tonsteinů) nebo tufitů (brousků), horizonty jezerních sedimentů, které jde často korelovat na velké vzdálenosti uvnitř pánví a někdy i mezi jednotlivými pánvemi. K první skupině pánví náleží zejména pánve středočeské, západočeské, krušnohorské i lugické oblasti. Nejrozlehlejšími pánvemi jsou pánve plzeňská, kladensko-rakovnická, mělnicko-roudnická, mnichovohradišťská, podkrkonošská a vnitrosudetská (viz obr. 7.2). Menší pánvičky a denudační relikty permokarbonu v okolí hlavních pánví dokládají, že původní rozsah permokarbonské sedimentace byl ještě větší (obr. 7.3). Pouze část plochy permokarbonských pánví vystupuje na povrch, větší část je skryta pod mladšími sedimenty zejména české křídové pánve (viz obr. 8.9). Některé pánve jako např. česko-kamenická a mělnicko roudnická jsou zakryté křídovými sedimenty zcela a jejich povrch je uložen v hloubkách obyčejně několika set metrů. Mocnosti dnes zachovaných sedimentů v největších pánvích plzeňské, kladensko-rakovnické, mšensko-roudnické, mnichovohradišťské a podkrkonošské dosahují řádově stovek metru. V centrálních částech pánve nebo zakleslých krách v žatecké a roudnické oblasti, v území v. od Mladé Boleslavi běžně přesahují 1 km a v nejhlubších částech dosahují až 1 800 m (Pešek et al., 2001) např. v mnichovohradišťské pánvi a podkrkonošské pánvi. Největší mocnosti a nejúplnější sled (namur až trias) je zachován v pánvi vnitrosudetské, kde v polské části dosahují svrchnokarbonské sedimentární a vulkanické komplexy mocnosti až přes 4,5 km (bez podložních spodnokarbonských mořských a kontinentálních uloženin). Na české straně jsou nižší, ale v osní části deprese mezi Broumovem a Teplicemi nad Metují jsou odhadovány na 2,5 až 3,5 km. Nedílnou součástí permokarbonských pánví jsou i vulkanické horniny (viz obr. 7.6), ve větších mocnostech zachované zejména v pánvích lugika, kde dosahují i mnohasetmetrové mocnosti a často zastupují větší části vrstevního sledu (např. v mnichovohradišťské pánvi).
Svrchnopaleozoické pánve západočeské a středočeské
oblasti Pánve západočeské a středočeské oblasti mají mnoho společných znaků ve vývoji, proto bude jejich stručná charakteristika podána společně. Rozsahem největší a nejlépe odkrytá je i ekonomicky nejvýznamnější pánev kladensko-rakovnická s rozsáhlými povrchovými výchozy sedimentů na Lounsku a Rakovnicku. Je protažena sv. - jz, směrem v souhlase se strukturami variského podloží a v podloží křídy navazuje na pánev mšensko roudnickou (obr. 7.2). Na tektonicky podmíněné deprese permokarbonského reliéfu jsou vázány pánve západočeské. Největší z nich, pánev plzeňská tvoří ssz. - jjv. orientovanou asymetrickou příkopovou propadlinu. Další pánve menšího rozsahu jako manětínská a nýřanská jsou většinou tektonicky zakleslými relikty původně většího a souvislejšího sedimentačního prostoru. Nejstarší samostatný sedimentační cyklus (viz obr. 7.5) představují sedimenty radnických vrstev kladenského souvrství se slojemi plzeňského a radnického souslojí, které byly těženy na Plzeňsku. Vystupují při bázi permokarbonu v plzeňské a kladensko-rakovnické pánvi. V ostatních pánvích středočeské oblasti nejsou tyto nejstarší sedimenty zastoupeny. Mezi sedimenty tohoto souvrství převažují fluviální cykly s přechody do bažinné či jezerní sedimentace. Pánve byly zakládány v poměrně členitém reliéfu, proto jsou sedimenty laterálně velmi proměnlivé a nestálé. Z paleogeografických rekonstrukcí vyplývá, že materiál byl řekami do pánví přinášen převážně z JV, z prostoru středočeského plutonu a moldanubika. Sedimentace byla doprovázena kyselým subaerickým vulkanismem, jehož centra byla pravděpodobně v západních Čechách. Po delším intrawestphálském hiátu, který byl spojen s erozí podloží, se ukládal další cyklus nýřanských vrstev s hlavní nýřanskou slojí. Uloženiny tohoto souvrství se ukládaly v již rozsáhlejší a méně členité pánvi. Pískovce, arkózy, prachovce a jílovce s málo mocnými slojkami uhlí se podobají podložním radnickým vrstvám. Podle flóry náleží ještě svrchnímu westphalu. Nadložní týnecké souvrství se vyznačuje červenými barvami. Převažují různé typy říčních sedimentů s převahou pískovců a arkóz nad jezerními prachovci či jílovci. Uhelné sloje jsou nevýznamné. Toto souvrství již odpovídá stephanu. Svrchní šedé - slánské souvrství se ukládalo opět v humidnější klimatické epizodě. Sedimentace v tomto období měla patrně největší rozsah a během ní došlo k propojení západočeských, středočeských a lugických pánví (viz obr. 7.3). Vzniká rozsáhlé souvislé jezero, které mělo až 200 km délky a 100 m hloubku a sahalo z okolí Plzně až do vnitrosudetské pánve (okolí Žacléře v sv. Čechách - Pešek et al., 2001). Toto souvrství obsahuje též dvě skupiny uhelných slojí - mělnické při bázi a kounovské ve svrchní části souvrství. Po uložení slánského souvrství došlo opět k přerušení sedimentace a lokální erozi starších sedimentů, která byla vyvolána změnou napěťového režimu v této části variscid. Zatímco sedimentace v západočeských a středočeských pánvích byla postupně ukončena, sedimentace se přesouvala do oblasti lugických pánví a do úzkých příkopových depresí tzv. brázd (blanické, jihlavské, boskovické a orlické. Líňské souvrství, které má opět převažující červenou barvu, je nejmladším souvrstvím, které vystupuje v oblasti středočeských pánví. Převažují červeně zbarvené prachovce a jílovce s vložkami tufitů. Vulkanická tělesa bazaltoidů známá z okolí Žatce svědčí o opětném zintenzivnění vulkanické činnosti, která vyvrcholila během spodního permu v podkrkonošské a vnitrosudetské pánvi.
Svrchnopaleozoické pánve lugické oblasti Nejvýznamnějšími pánvemi lugické oblasti jsou pánve podkrkonošská a vnitrosudetská (viz obr. 7.2). Mnichovohradišťská pánev, která vystupuje na povrch kolem lužické poruchy, z větší části je však skryta pod křídovými sedimenty, propojovala v období stefanu pánve středočeské a lugické oblasti. Zcela zakrytá křídovými sedimenty je i pánev českokamenická v okolí České Lípy. Pánve lugické oblasti se od středočeských pánví se odlišují podstatně větším stratigrafickým rozsahem (viz obr. 7.5), velkými mocnostmi sedimentů, větším zastoupením vulkanitů a jinou strukturní orientací. Nejkompletnější sled má vnitrosudetská pánve, protažená sz. - jv. směrem. Její větší část však leží na území Polska. Hronovsko-poříčský přesmyk (viz obr. 7.7) ji na Z odděluje od pánve podkrkonošské. Sedimentace v této pánvi začala již na rozhraní sp. a sv. karbonu tzv. blazkowickými vrstvami, které náleží sv. visé až sp. namuru. U nás však jsou známy jen z vrtů a důlních děl v okolí Žacléře. Nadložní žacléřské souvrství westphalského stáří se uložilo po hiátu a erozi podloží. Je složeno z několika dílčích cyklů, oddělených kratšími hiáty. Převažují šedé proluviální a aluviální sedimenty, mnohdy s velkými valouny krkonošsko-jizerského krystalinika, které tvoří podloží západní části pánve. Mají charakteristickou cyklickou stavbu s nahoru se zjemňujícími cykly, které obsahují až 60 uhelných slojí o mocnosti většinou do 1 m, z nichž některé byly průmyslově těženy v okolí Žacléře (viz obr. 7.9). Ve vyšší části souvrství jsou hojné projevy kyselého i bazického vulkanismu reprezentované výlevy ryolitů a bazaltoidů (viz obr. 7.6).
V nadložním odolovském souvrství (nejvyšší westphal až stephan) převažují naopak sedimenty červených barev (arkózy, prachovce, jílovce). Uhelné sloje se vyskytují jen v nejvyšší části. V tomto období komunikovala pánev s oblastí středočeskou. Po hiátu se uložilo souvrství chvalečské, které reprezentuje svrchní stephan až spodní perm. Jde opět o cyklicky zvrstvené pískovce, prachovce a jílovce, ojediněle s horizonty šedých prachovců a polohami jezerních vápenců. Jeho ekvivalenty již ve středočeských pánvích chybí. Nadložní spodnopermské broumovské souvrství tvoří převážně písčité sedimenty s velmi hojnými lávovými příkrovy kyselých i bazických vulkanitů (ryolitů a melafyrů), případně jejich vulkanoklastických ekvivalentů. Vulkanity tvoří tři cykly, které začínají bazickými vulkanity a byly zakončeny výlevy ryolitů nebo explozemi ignimbritů. Mocnost ryolitových vulkanitů a pyroklastik např. v javořích a Vraních horách na pomezí Čech a Polska (viz obr. 7.6) dosahují místy mocnosti až 300-600 m. V tomto souvrství dosahuje vulkanická činnost ve vnitrosudetské pánvi svého vrcholu. Po hiátu, který se projevuje erozí podloží (slepence obsahují velké množství vulkanitů podložního souvrství) pokračuje sedimentace trutnovského souvrství (saxon) převážně aluviálními pískovci a slepenci (obr. 7.7), které se střídají se sedimenty občasných toků. Bohuslavické souvrství kladené do thuringu (stř. - sv. perm), se vyznačuje nejvyšší ariditou, pískovce mají často příměs minerálů (sádrovce, dolomitů), které vznikaly v pouštním hypersalinním prostředí. Nejmladším souvrstvím vnitrosudetské pánve je bohdašínské souvrství triasového stáří (viz obr. 7.8). Představují jej světlé kaolinické pískovce. Vystupuje z podloží křídy polické pánve a při okrajích trutnovsko-náchodské deprese.
Podkrkonošská pánev je v.-z. směrem protažená asymetrická deprese mezi kozákovským hřbetem, který tvoří konvenční hranici s mnichovohradišťskou pánví a hronovsko-poříčskou poruchou, která ji odděluje od pánve vnitrosudetské. Na severu trangreduje na krkonošsko-jizerské krystalinikum nebo je od něj oddělelena zlomově. Na jihu se noří pod sedimenty křídy. Spodní karbonská část sledu (nejvyšší westphal až stephan) se shoduje s poměry v sousední mnichovohradišťské části pánve. Sedimenty syřenovského souvrsví s uhelnými slojemi lze korelovat se sedimenty slánského souvrství středočeských pánví a odolovského souvrství vnitrosudetské pánve. Semilské souvrství tvořené červeně zbarvenými pískovci pak s líňským souvrstvím. Mladší permské až triasové sedimenty jsou zachovány převážně jen v podkrkonošské pánvi, jejíž sled je obdobný jako v pánvi vnitrosudetské. Převažují červené, cyklicky zvrstvené pískovce, arkózy a prachovce s obzory jezerních sedimentů se sladkovodní faunou, které umožňují jednotlivé části sledu stratigraficky paralelizovat. Mezi spodním a středním permem došlo ve východní části podkrkonošské pánve k vytvoření k původní ose pánve příčné trutnovsko-náchodské deprese, mocnost jejíž výplně dosahuje až 1,7 km.
Vulkanická činnost v sousedních pánvích mnichovohradišťské a vnitrosudetské vrcholí v období spodního permu (autun) ve vrchlabském souvrství a spodní části prosečenského souvrství. Jezerní sedimentace byla několikrát přerušena několik desítek metrů mocnými lávovými příkrovy bazaltoidů a andezitoidů (melafyrů - viz obr. 7.10), které se rozlévaly na značných plochách pánve ve dvou fázích. Ve starší fázi se vylily lávové příkrovy v údolí Jizery mezi Semily a Vrchlabím, v mladší fázi na rozhraní vrchlabského a prosečenského souvrství pak příkrovy v okolí Kozákova a Lomnice nad Popelkou. Výlevná tělesa jsou doprovázena ložními a pravými žilami a ojediněle též subvulkanickými tělesy. V podstatně v menší míře jsou zastoupeny výskyty kyselých vulkanitů a jejich tufů. Vyskytují se v okolí v sv. okolí Rovenska a v okolí Kozákova. Mnichovohradišťská pánev navazuje na Z na pánev podkrkonošskou. Její osa je protažena severojižním směrem. Nejvyšší prokázaná mocnost sedimentů a vulkanitů dosahuje až 1,4 km. Na povrch vystupuje v jen úzkém pruhu podél lužické poruchy (viz obr. 7.2). Většina plochy je skryta pod uloženinami křídy. Jsou v ní zastoupeny sedimenty nejvyššího westphalu až spodního permu (autunu). Paleogeograficky je přechodem mezi středočeskou a lugickou oblastí. Podloží tvoří slabě metamorfované sledy lugika v sz. části, v j. jižní části patrně proterozoikum a starší paleozoikum středočeské oblasti. Stratigrafické členění ztěžuje vysoké zastoupení vulkanitů, které v severní části pánve reprezentují místy až 90 % celé mocnosti vrstevního sledu. Starší části sledu mají shodné znaky se středočeskou oblastí (syřenovské souvrství), mladší části výplně, které vystupují spíše v severní části se dají přímo korelovat se sedimenty podkrkonošské pánve. Vulkanická činnost byla přítomna již od bazálních členů syřenovského souvrství, její vrchol však podobně jako v pánvi podkrkonošské spadá až do spodního permu (vrchlabské souvrství). Zastoupeny jsou jak andezitoidy tak i tělesa kyselých vulkanitů a ignimbritů. Na rozdíl od předchozí pánve kyselý vulkanismus vyznívá až v sedimentech chotěvického souvrství a patří tedy k nejmladším projevům permokarbonského vulkanismu v Českém masivu. Celkové mocnosti vulkanitů mnohde převyšují několik set metrů. Hojné relikty permských sedimentů se v lugické oblasti vyskytují ještě v podhůří Orlických hor. Většinou jsou srovnávány s chotěvickým souvrstvím sp. permu. Mocnosti kolísají od desítek až po první stovky metrů. Plošně zanedbatelné, ale paleogeograficky významné jsou výskyty permokarbonu v Krušných horách, které dokládají komunikaci středočeských pánví s rozsáhlými pánvemi v sasko-duryňské oblasti, kam byly středočeské pánve patrně odvodňovány. Relikt u Brandova tvoří karbonské sedimenty s uhelnými slojemi, které jsou diskordantně překryty permskými uloženinami. Až několik km mocné jsou vulkanosedimentární komplexy tzv. altenberské kaldery, která na naše území zasahuje tělesem teplického ryolitu (sz. od Teplic). Vytvářely se v několika etapách od westphalu až do spodního permu a v závěru byly proniknuty subvulkanickými tělesy permských granitů. Efuze kyselých vulkanitů, střídající se s polohami ignimbritů a pyroklastik převažují nad sedimenty svrchnowestphalského stáří.
Sedimenty svrchnostephanských až spodnopermských brázd se ukládaly se v asymetrických příkopovitých depresích, vzniklých na levostranných horizontálních posunech ssv. - jjz. směru. Mezi tyto brázdy náleží od západu k východu brázdy blanická, jihlavská a boskovická, na níž po přerušení na malonínské hrásti navazuje orlická pánev strukturně podobného založení (obr. 7.2). Vyznačují se velkou mocností sedimentů (v boskovické brázdě přesahuje 3 km - viz obr. 7.11, 7.12), rychlým poklesem dna pánve (indikovaných hruborznnými slepenci a brekciemi podél jejich východního tektonického omezení - obr. 7.13). Mocnost sedimentů zejména v blanické a jihlavské brázdě je druhotně ovlivněna pozdější denudací. Tyto původně patrně souvislé deprese se projevují pouze nesouvislými výskyty permu na podloží moldanubické nebo středočeské oblasti.
Sedimentace v těchto pánvích začala (viz obr. 7.5)ve svrchním karbonu (stephanu). Starší cyklus sedimentů proluviálních, fluviálních sedimentů, případně jezerních klastik s uhelnými slojemi je přítomen pouze na menší části plochy těchto pánví, vyplňoval deprese ještě poměrně členitého reliéfu. Uhelné sloje v této nižší části sledu jsou známy jak z blanické tak i boskovické brázdy, kde byly těženy v rosicko-oslavanském revíru. Na podstatně větší ploše již sedimentovaly spodnopermské převážně červeně zbarvené sedimenty, které plynule nasedají na starší karbonská souvrství. Vulkanické produkty jsou velice řídké. Zastoupeny jsou především kyselými vulkanoklastiky (zcela ojedinělá tělesa ryolitů) jsou známa z rosicko-oslavanské pánve. |
