Základní geologie Vnějších Západních Karpat

Úvod

Vnější Západní Karpaty jsou geologickým celkem, který zaujímá východní část České republiky, odkud  pokračuje dále na území Slovenské  republiky, zhruba do údolí Váhu. V moravské části vnějších Západních Karpat, označovaných též jako flyšové Západní Karpaty, vychází na zemský povrch i starší, podložní soubor uloženin. Stýkají se tam dvě geologické jednotky, které se podílejí na  základní geologické stavbě České republiky.

Starší celek, konsolidovaný při variském vrásnění na konci prvohor, reprezentující tzv. variské patro, resp. variscidy, se označuje jako Český masív. Český masív je zbytkem rozsáhlého variského horstva, které se formovalo v období mezi 350 až 300 miliony let.  Na Český masív nasedá nebo v podobě příkrovů je přesunutý mladší karpatský komplex (též vněkarpatská soustava), který je součástí tzv. alpsko-karpatského strukturního patra. Karpatská soustava, která je součástí rozsáhlého alpínského pásemného horstva, byla zformována mnohem později, a to při alpínském vrásnění ve svrchní křídě až třetihorách, v intervalu 100 až 15 milionů let. 

Geologickou stavbu uvedené oblasti znázorňuje základní geologická mapa Západních Karpat (Lexa et al., 2000), doplněná výstižným geologickým řezem. 

Český masív

Český masív se dělí na několik dílčích geologických jednotek. Podloží vnějších Západních Karpat náleží k tzv. moravskoslezskému bloku Českého masívu. Nejhlubší a nejstarší část moravskoslezského bloku tvoří vyvřelé hlubinné horniny prekambrického stáří náležející brněnskému masívu a přeměněné (metamorfované) horniny prekambria, případně nejstarších prvohor v jeho plášti. V novější literatuře bývá tento soubor považován za samostatnou jednotku, pojmenovanou jako brunovistulikum. 

Na brunovistuliku nesouhlasně spočívají prvohorní sedimenty devonského a karbonského útvaru. Devon reprezentují především vápence mořského původu. Devonské uloženiny plynule přecházejí v mořské sedimenty spodního karbonu. Tvoří je mocný soubor tmavošedě zbarvených jílovito-písčitých hornin označovaný jako kulm. V některých částech vrstevního sledu převažují droby, jinde jílovce břidličnaté povahy. 

Na spodnokarbonské uloženiny navazují sedimenty svrchního karbonu, když na konci spodního karbonu došlo ke změně sedimentačních podmínek. Svrchnokarbonské uloženiny obsahují uhelné sloje, takže je též označujeme jako produktivní karbon.  Uhlonosné uloženiny náležejí hornoslezské pánvi. Česká část hornoslezské černouhelné pánve je provozně označována jako ostravsko-karvinský revír (OKD). 

Uhlonosné uloženiny ostravsko-karvinského revíru jsou dvojího typu. Jejich nižší část patří ostravskému souvrství. Vedle převážně kontinentálních sedimentů rovněž obsahují periodické mořské uloženiny jako důsledek občasných přestupů moře. Svrchní část produktivního karbonu se označuje jako karvinské souvrství. V něm se už mořské polohy nevyskytují. Koncem karbonu došlo k variskému vrásnění a sedimentace byla ukončena.  Pak následuje období dlouhodobého zvětrávání a odnosu zvětralin. 

Vnější Západní Karpaty

• autochtonní
• v podobě vněkarpatských příkrovů (alochtonní).

Autochtonní uloženiny spočívají nesouhlasně (diskordantně) na prvohorních uloženinách variského patra (především prvohorních sedimentech). Jsou mladotřetihorního (neogenního) stáří. Variscidy spolu s neogenními sedimenty vytvářejí dohromady komplex, který zůstal na místě, neboli tzv. autochton, na který pak byly nasunuty vněkarpatské příkrovy.

• na autochtonu leží nejnižší příkrov podslezský (též subslezský), budovaný sedimenty svrchní křídy a starších třetihor (paleogénu)
• na podslezském příkrovu spočívá příkrov slezský, na jehož stavbě se podílejí sedimenty svrchní jury až paleogénu
• na slezský příkrov byla jako nejvyšší příkrovová jednotka nasunutá tzv. magurská skupina příkrovů. Tvoří ji tři dílčí příkrovy: račanský, bystrický a bělokarpatský. Budují je především flyšové paleogenní uloženiny.

Z hlediska časové (stratigrafické) následnosti nejsou příkrovy uspořádány podle tzv. zákona superpozice. Každý příkrov totiž představuje samostatnou jednotku s vlastním vrstevním sledem, která je od podloží (resp. i od nadloží) oddělená násunovou plochou. 

Autochtonní sedimenty vnějších Západních Karpat

Během třetihor (neogénu) pokračoval vývoj Západních Karpat na Moravě postupným vyzníváním mořské sedimentace ve flyšových pánvích za současné migrace na předpolí - Český masiv. Ve stejném období vznikaly současně i pánve zcela nové, a to jak tektonických depresích v oblasti příkrovů (vídeňská pánev), tak před čelem příkrovů (oblast tzv. vnější předhlubně). 

V těchto mladých oblastech se ukládaly tzv. molasové sedimenty - mořské, brakické i sladkovodní sedimenty bez typických flyšových jevů. Sedimenty jsou reprezentovány převážně nezpevněnými jíly a písky místy doprovázenými uhelnými slojkami (lignit). Na Opavsku - v opavské dílčí pánvi – výrazné změlčování tehdejšího moře koncem středního bádenu podmínilo sedimentaci evaporitů (sádrovce).

Sunutí příkrovů současné se sedimentací způsobily, že uloženiny předhlubně dnes leží místy pod příkrovy, před nimi i na nich, nebo jsou dokonce do příkrovu začleněny. Díky následné pliocénní a kvarterní denudaci prakticky nezpevněných neogénních sedimentů máme dnes zachovány jen relikty původně rozsáhlejších pánví.

Díky komplikované litologii a tektonické stavbě  byly během vývoje vídeňské pánve vytvořeny vhodné podmínky pro akumulace plynných a kapalných uhlovodíků - ložisek ropy a zemního plynu.

Podslezská jednotka

Podslezskou jednotku nověji podrobně popsal a rozčlenil Eliáš (1998). Svrchnokřídový a paleogenní vrstevní sled tvoří především méně zpevněné jílovité horniny. Jejich stáří bývá obvykle doložitelné jen mikropaleontologicky. Nejstarším vrstevním členem je svrchnokřídové frýdecké souvrství začínající ve stratigrafickém stupni turon. Stýká se, případně se zpočátku laterálně zastupuje s faciálně pestrým paleogenním souvrstvím frýdlantským. V jeho nadloží pokračuje sedimentace souvrstvím menilitovým, které v ideálním případě obsahuje zbytky fosilních ryb. 

Slezská jednotka

Ve výše vyjmenovaných příkrovech časově nejúplnější sedimentace je doložená ve slezské jednotce či příkrovu. Základní vrstevní sled této jednotky už poznal rakouský geolog Hohenegger (1861). Podstatné nové poznatky ke stratigrafii a vývoji uloženin slezské jednotky přineslo základní geologické mapování a rozsáhlý vrtný průzkum na uhlí na Ostravsku v padesátých a šedesátých létech minulého století (Z. Roth, A. Matějka, E. Menčík, V. Pesl a další). Výsledkem byly mimo jiné moderní geologické mapy v měřítku 1 : 200 000. Výše uvedení autoři rovněž poznali, že významným pomocníkem tzv. litostratigrafie jsou biostratigrafické metody, zejména mikropaleontologie. Později se do výzkumu sedimentů slezské jednotky aktivně zapojil M. Eliáš. Ten v roce 1979 doplnil dva dosud rozlišované vývoje slezské jednotky (tj. vývoj bašský – vzniklý na úpatí bašského hřbetu - a godulský - pánevní) o třetí, plošně nevelký vývoj kelčský. 

V posledních 30 letech základní geologický výzkum v české části vnějších Západních Karpat stagnoval. Současný stav poznání vyplývá především ze souborných publikací Chlupáče et al. (2002), Eliáše et al. (2003) a Pichy et al. (2006). 

Bašský vývoj 

• Houša interpretuje tělesa štramberských vápenců jako tektonická bradla
• Eliáš a jeho spolupracovníci jako megabloky, dále větší a menší bloky, útržky a valouny vápenců redeponované (transportované) na úpatí bašského hřbetu do mladších uloženin. Vápence pocházejí z rozrušované karbonátové platformy a přilehlých korálových útesů. Tento názor je v dnešní době přijímán častěji.

Štramberské vápence jsou nejlépe zachovány v okolí Štramberka v podobě několika rozsáhlých izolovaných těles. Každé z nich bylo otevřené lomy. Největší těleso vysokoprocentních vápenců je obnaženo v lomu Kotouč. Těžba v něm nepřetržitě probíhá od roku 1881. 

Mělkomořské štramberské vápence jsou proslulé bohatým výskytem zkamenělin. Na jejich základě definoval Oppel (1865) nejmladší mezinárodně platný stratigrafický stupeň jury, a to tithon. Po krátkodobém přerušení sedimentace štramberských vápenců v oblasti Štramberka se ještě usadily další spodnokřídové karbonátové uloženiny: čupecké  a kopřivnické vápence. Ve vyšší spodní křídě je vápencová sedimentace nahražená tmavošedými jílovcovými uloženinami, které odpovídají hradištskému souvrství v godulském vývoji. Kolem rozhraní spodní a svrchní křídy se na řadě míst vyskytují polohy slepenců, mnohdy až blokového typu, které bývají označovány jako chlebovické vrstvy. Svrchní křídu pak představují uloženiny písčitého flyše – bašské a palkovické souvrství.

Godulský vývoj

Nejnižší vrstevní jednotku v godulském vývoji představuje vendryňské souvrství. Šedé a hnědošedé, jílovité, prachovité až jílovito-písčité uloženiny bývají doprovázeny rozptýlenými valouny a útržky karbonátových hornin. Bazální část vendryňského souvrství, amputovaného násunovou plochou slezského příkrovu, pravděpodobně patří svrchnojurskému stratigrafickému stupni oxford. Převážná část souvrství náleží tithonu. Na vendryňské souvrství navazuje sedimentace těšínských vápenců. Ty jsou oproti vápencům štramberského typu flyšové povahy. Ve stratigrafickém stupni valangin nahražuje vápencovou sedimentaci hradišťské souvrství. Šedé, zpočátku vápenité jílovcové uloženiny místy prokládají polohy pískovců, případně uloženiny flyšového typu. Ve vyšší spodní křídě sedimenty jílovců ztrácejí vápnitost (veřovické souvrství) nebo jsou skvrnité (lhotecké souvrství). 

Celý soubor šedě až tmavošedě zbarvených spodnokřídových uloženin  v nadloží těšínských vápenců bývá zjednodušeně označován jako černá křída. Tmavé zbarvení uloženin bylo vyvoláno nedostatkem kyslíku u dna slezské sedimentační pánve. Z ložiskového hlediska uvedené jílovcové sedimenty obsahují chudé železné rudy sedimentárního původu, které se označují jako pelosiderity. V předminulém století byly těženy v Podbeskydí jako železnorudná surovina a na místě sloužily k výrobě železa. 

V nižší části spodnokřídových uloženin slezské jednotky se též nacházejí vyvřeliny těšínitové asociace. Jedná se o projevy podmořského vulkanismu v podobě mělkých intruzí, žil a často polštářových láv.

Počátkem svrchní křídy se sedimentační režim ve slezské pánvi mění. Nepříznivé redukční podmínky u dna spojené s nedostatkem kyslíku se mění v podmínky oxidační. Usazují se pestře zbarvené jílovcové uloženiny nazvané jako mazácké souvrství. Záhy však vzrůstá tektonická aktivita v souvislosti s vyklenováním slezského hřbetu. Nastupuje dlouhodobá sedimentace rytmicky zvrstvených jílovito-písčitých uloženin, které obecně označujeme jako flyš. Tyto uloženiny, zahrnující godulské a istebňanské souvrství, dosahuje až tříkilometrové mocnosti. Souvrství se ukládala v hlubokovodním prostředí pod hranicí rozpustnosti kalcitu. Jejich uloženiny jsou proto nevápnité. Svrchnokřídové písčité flyšové uloženiny se uplatňují morfologicky: budují hlavní hřbet Moravskoslezských Beskyd. 

Nadložní paleogenní sedimenty, označované dříve jako slezské podmenilitové souvrství, označil Eliáš (2002) jako souvrství rožnovské. V jeho nadloží se objevuje menilitové souvrství.

Magurská skupina příkrovů

Sedimentace v magurských sedimentačních prostorech v zásadě začíná už ve svrchní křídě. Sílící přínos klastického materiálu potlačuje počáteční jílovcovou sedimentaci, kterou nahrazuje písčitá sedimentace flyšová. Flyšové paleogenní sedimenty charakterizují značné faciální změny. Sedimentace v této skupině příkrovů obvykle končí v eocénu.

Račanská jednotka

Kolem násunové plochy v čele račanského příkrovu se místy vyskytují tektonické útržky starších hornin, které mají povahu tzv. bradel. Nejznámější z těchto bradel se nachází u Kurovic poblíže obce Tlumačov. Starší část tvoří karbonátový flyš (kurovické vápence) svrchnojurského stáří (tithon). Ve spodní křídě přecházejí do slínovcových uloženin tlumačovského souvrství. Jsou to hlubokovodní uloženiny.

Spodnokřídová část sedimentů račanského příkrovu je velmi podobná jednotce slezské. Převládá sedimentace drobně rytmických flyšových uloženin převážně tmavě zbarvených pelitických sedimentů označených jako rajnochovické souvrství. Ve svrchní křídě je v celém rozsahu magurské skupiny příkrovů reprezentována pestrými jílovci  s ojedinělými polohami pískovcového flyše kaumberského souvrství. 

Zvýšený přínos hruběji klastického materiálu od nejvyšší křídy podmiňuje relativně velké mocnosti vrstev a jejich flyšový vývoj. Dominantní zastoupení drobových pískovců, arkózových pískovců a slepenců reprezentuje soláňské souvrství. V průběhu paleogénu dochází  k obnovení sedimentace pestrých jílovců. Reprezentuje je belovežské souvrství, v němž dominují rudé a zelené jílovce. Nejmladší stratigrafickou jednotkou je zlínské souvrství zastoupené jak křemennými pískovci až slepenci tak se zde rovněž objevují zelené vápnité jílovce. 

Bystrická jednotka

Prostorově méně rozšířený bystrický příkrov má zachovány pouze sedimenty paleogénu. Převládá drobně rytmický flyš soláňského a belovežského souvrství.  Nejmladším členem jsou šedé vápnité jílovce až slínovce bystrického souvrství.

Bělokarpatská jednotka

V této jednotce jsou vyčleněny dva vývoje: vlárský a hlucký.

Vlárský vývoj buduje horskou část Bílých Karpat. Nejstarší sedimenty reprezentují pestré jílovce svrchní křídy patřící kaumberskému souvrství.  V nadloží je vyvinuto javorinské souvrství s převahou pískovců a zelenošedých jílovců spodní části paleogénu. Nejmladší část je vyvinuta v podobě šedých vápnitých jílovců svodnického souvrství.

Hlucký vývoj začíná tmavými vápnitými jílovci s vápenci. Jedná se o spodnokřídové hlucké souvrství. Následný vývoj sedimentů je podobný vlárskému vývoji tj. kaumberské a svodnické souvrství.  Nadložní kuželovské souvrství se vyznačuje flyšovým vývojem s převahou různě zbarvených a pestře zvětrávajících vápnitých jílovců s tenkými vložkami pelokarbonátů. 

Tektonická stavba

Úvodem je třeba připomenout, že při alpínském vrásnění v neogénu byla sedimentační výplň sedimentačních pánví vnějších Západních Karpat odloučena od svého podkladu a přesunutá na své předpolí. Původní sedimentační jednotky se stávají jednotkami tektonickými, které se označují jako příkrovy.

Sedimentační prostory, ze kterých byly vněkarpatské příkrovy odloučeny, se nacházely jihovýchodně od jejich dnešní pozice. Zcela na obvodu souboru vněkarpatských sedimentačních pánví se nacházel sedimentační prostor podslezský. Jeho vnější okraj se předpokládá kolem úrovně linie Vsetín - Jablunkov. Původní šířka podslezského sedimentačního bazénu se odhaduje na 50 km. Hranice mezi podslezskou a slezskou pánví ležela kolem linie Ilava – Martin. Původní šířka slezského sedimentačního prostoru byla asi zhruba obdobná jako v případě podslezské pánve. Vnitřní hranice beskydského úseku slezské jednotky sahala minimálně do okolí Zvolena.

Sávská fáze alpínského vrásnění koncem paleogénu ukončila sedimentaci ve vněkarpatských sedimentačních pánvích. V předpolí podslezské jednotky počátkem neogénu se v příhodné části moravskoslezského bloku Českého masívu zformoval flexurní průhyb a před ní tzv. předpolní výduť. Ve starším neogénu (v miocénu) do oblasti průhybu (deprese) proniká na krátkou dobu od jihu z alpského předpolí (ve stupni eggenburg) mělké moře. Po jeho krátkém ústupu následuje vytvoření tzv. vněkarpatské (též alpsko-karpatské) předhlubně, ve které sedimentovaly faciálně pestré uloženiny ne zcela vhodně nazvaného stratigrafického stupně karpat. 

Na konci stupně karpat (asi před 16 miliony let) přes předhlubňové uloženiny byly při staroštýrské fázi alpínského vrásnění přesunuty staroštýrský příkrov podslezský a staroštýrský příkrov slezský. Délka sunutí příkrovů se odhaduje na vzdálenost 30-50 km.  V předpolí staroštýrského pohoří se pak zformovala další, mladší předhlubeň. Označuje se jako badenská předhlubeň, neboť už počátkem stratigrafického stupně baden do ní proniklo badenské moře.  Koncem spodního badenu (před 14 miliony let) došlo k mladoštýrským horotvorným projevům. Nejdříve ustoupilo moře a následně přes staroštýrské příkrovy a přes badenskou předhlubeň byly přesunuté tzv. mladoštýrské příkrovy podslezský a slezský. Doložil to vrtný průzkum na uhlí, později též nové důlní jámy v Podbeskydí. 

Od svrchního badenu se popisovaná oblast stává souší a utváří se současný reliéf krajiny. Ve starších čtvrtohorách byla mladotřetihorní morfologie v severněji ležících oblastech ještě významně ovlivněná průnikem skandinávských ledovců na Ostravsko. 

doc. Ing. Petr Skupien, Ph.D. 
Institut geologického inženýrství, VŠB-TU Ostrava

Vložit nový příspěvek