Geologie České republiky - úvod

Česká republika není rozsáhlým územím, ale z pohledu geologie je to území velmi pestré a bohaté. Na své si přijdou sběratelé minerálů, hornin i zkamenělin i ti a s prázdnýma rukama neodejdou ani ti, kteří se rozhodnou věnovat se geologii profesně. Následující text odráží má léta studia geologie na Masarykově univerzitě v Brně a mé toulky po republice. Geologie mne zaujala natolik, že si již nedovedu představit žádnou delší cestu bez toho, že bych se předem seznámil s geologií dané oblasti. Nabité vědomosti, získané poznámky a fotografie jsem se rozhodl sepsat v tomto webu, který respektuje regionální geologii České republiky tak, jak je studentům geologie prezentována, ale v jistých ohledech se od ní bude jistě odchylovat. Berte prosím na vědomí, že se články i ilustrace budou objevovat postupně, a že to, co zde najdete, v žádném případě neodpovídá aktuálnímu rozsahu současných znalostí o geologickém vývoji našeho území. Pro aktuální a skutečně detailní informace doporučuji sledovat nejnovější publikace a vědecké články. 

Vycházel jsem především z přednášek regionální geologie docenta Rostislava Melichara a ze zdrojů uvedených na konci textu. Snažil jsem se tento text připravit tak, aby byl co nejjednodušší a nejsrozumitelnější, ale aby byl zároveň čtivý a poučný. Může se jednat o dílo s množstvím (úmyslných) zjednodušení a interpretací, ale zavádějící dle mého názoru tento text není. Zjednodušeně se pokusím vysvětlit vznik a vývoj geologie třeba právě v okolí vašeho bydliště. Neobejdu se však bez použití některých odborných termínů. Pokusím se je vždy vysvětlit a v textu je několikrát použít spolu s jejich synonymy. K lepšímu pochopení tohoto textu budete potřebovat především znalosti o vzniku, stavbě a názvosloví sedimentárních, magmatických a metamorfovaných hornin. Vysvětlivky k mapě najdete na konci tohoto článku. Naleznete-li v článcích chyby a nepřesnosti, dejte mi o nich prosím vědět na e-mail.

Český masiv

Území České republiky je tvořeno dvěma základními geologickými jednotkami: Českým masivem a Západními Karpaty. Český masiv je výrazně starší a je budován několika dílčími jednotkami, které dříve existovaly jako samostatné terány (pevniny). S jistou nadsázkou lze konstatovat, že území ČR bylo v minulosti rozeseto po celé Zeměkouli. Dnes jsou tyto jednotky spojeny a společně budují základ našeho území, Český masiv. Horniny Českého masivu jsou většinou variského stáří (vznikly před asi 350 miliony lety). Některé horniny však mohou být starší nebo v sobě mohou alespoň uzavírat zbytky starších hornin nebo minerálů (typicky zirkony). Pak se, i v rámci našeho území, můžeme dobrat ke stáří kadomskému (asi 700 milionů let), místy dokonce až ke stáří více než 2,5 miliardy let! Pokud nás bude zajímat stáří sloučenin, molekul a atomů budujících minerály těchto hornin, možná zjistíme, že většina je stejně stará jako Země nebo Sluneční soustava (asi 4,6 miliard let). Základní sloučeniny utvářející většinu hornin na Zemi jsou křemičitany, které jsou tvořeny zejména křemíkem a kyslíkem. Tyto prvky (a mnohé další) vznikly uvnitř hvězd, jejichž zánik můžeme pouze odhadovat (více než 5 a méně než 14 miliard let). A pokud nás bude zajímat stáří vodíku, jenž je na Zemi součástí téměř všudypřítomné vody, získáme stáří vesmíru (téměř 14 miliard let).

Zemská kůra je utvářena různě starým materiálem. V geologii platí, že horniny jsou tak staré, jak staré jsou přeměny, které jí daly zhruba dnešní podobu. Většina hornin na našem území získala dnešní podobu při variské orogenezi (před asi 350 miliony lety) přeměnou hornin, které vznikly při orogenezi kadomské (před asi 700 miliony lety). Český masiv je tvořen dílčími jednotkami, které byly v době kadomské orogeneze součástí superkontinentu Gondwana situovaného při jižním pólu planety. Od Gondwany se tyto jednotky v průběhu prekambria a ranných prvohor oddělily, postupovaly na sever a po jejich vzájemném stmelení při kolizi s Laurussií (kontinentem spojeným z nejstarších pevnin Evropy a Severní Ameriky) vznikl v období pozdních prvohor Český masiv. Tehdy byly Morava a Čechy, jakož i dílčí jednotky, které je budují, sjednoceny. Nazýváme je moldanubikum, bohemikum, saxothuringikum, lugikum a moravosilezikum.

Paleogeogrfická rekonstrukce světa v období siluru (upraveno podle Ruban et al. 2007 po Torsvik & Cocks 2004).
Všimněte si označení: Moldanubian, Moravo-Silesicum a Saxo-Thuringian. Jedná se o některé zóny, kde se utvářel základ budoucího Českého masivu. Tady žila většina silurských organismů, které dnes nacházíme jako fosilie.

Když se tyto pevninské bloky od Gondwany oddělily, na Zemi se teprve vyvíjel prvohorní život - všichni trilobiti a nejen ti, které dnes můžeme v Čechách najít. Na rozhraní raných a pozdních prvohor (ke konci devonu a v průběhu karbonu), vznikl při variské orogenezi nový superkontinent - Pangea. Tehdy již naši zemi dobývali obratlovci, když podnikali první smělé snahy o přechod z vody na souš. Tehdy také vznikla většina těles hlubinných magmatických vyvřelin, jenž prostupují kadomským podkladem. Označuji je zde jako variská intruziva, jedná se převážně o granitoidy (žuly). Téměř všechna horninová tělesa na našem území byla během variské orogeneze metamorfována. To znamená, že pokud se je pokusíme datovat radiometrickou metodou, vychází nám většinou právě čas metamorfózy, která stáří těchto hornin anulovala (doba variské orogeneze). Kolize kontinentů při variské orogenezi vedle ke vzniku mohutného pásemného pohoří podobné dnešním Himalájím, které se táhlo i přes naše území. Kde je mu konec? Má se za to, že po další stovky milionů let byl Český masiv souší a eroze dokonale zahladila stopy tohoto orogénu do hloubky více než 15 km. Dnes ne příliš hornatá Vysočina je pozůstatkem kořenové části "evropských Himalájí". Najdeme zde horniny, které byly v hloubce více než patnáct kilometrů pod povrchem. Také proto můžeme dnes na mnohých místech moldanubika najít peridotity a eklogity, které se utvářely hluboko v zemském plášti.

Platformní vývoj Českého masivu

Poté, co variské horstvo v období karbonu pevně stmelilo téměř všechny kontinenty, započal platformní vývoj, který  na některých místech na našem území trvá dodnes. Platformním pokryvem rozumíme sedimenty, které byly ukládány na již poměrně stabilním podloží, které nebylo během pozdějších orogenezí významně tektonicky ovlivněno. Názory na to, kdy končí předplatformní a kdy již začíná platformní vývoj, se různí. Zvrat nastal někdy koncem prvohor. V pozdním karbonu a permu byly ukládány sedimenty, které mají již sladkovodní ráz, a které byly ukládány na relativně sjednoceném podloží. Mezi platformní vývoj zde řadím sedimenty pozdního karbonu a mladší. Pravý platformní vývoj však započal až v druhohorách, kdy naše území bylo zarovnanou souší (platformou), která byla pouze příležitostně zaplavována mořem. Z období triasu se nám toho na našem území zachovalo velmi málo. Během jury rozdělil Pangeu Atlanstký oceán, avšak našeho území se tato událost v podstatě vůbec nedotkla. Pouze od konce střední jury do pozdní jury bylo naše území zaplaveno teplým mělkým mořem. Stejně rychle jako k nám moře proniklo také ustoupilo a na Český masiv se znovu vrátilo v pozdní křídě. Po jeho ústupu získaly kontinenty na Zemi zhruba dnešní podobu.

Platformní vývoj Českého masivu zde vyčleňuji jako samostatnou geologickou jednotku, což je opodstatněno tím, že se jedná převážně o sedimentární pokryv původně ukládaný téměř na celém Českém masivu - bez ohledu na to, na které jednotce Českého masivu leží. Bohužel, původní pokryv často z velké části podlehl erozi, proto dnes, především v případě druhohorních hornin, na povrchu nacházíme jen relikty původně rozsáhlejších jednotek. Platformní vývoj Českého masivu zachycuje významně nedeformované a jen minimálně transportované (autochtonní) sedimenty. Nelze však říct, že by platformní sedimenty nebyly postiženy vrásněním nebo zlomovou tektonikou. Ještě před koncem druhohor se na Český masiv začala nasouvat nová geologická jednotka, která souvisela s kolizí pevnin oddělených od Gondwany s tehdejší Eurasií. Vznikla tak celá soustava pásemných pohoří, které se táhnou od evropských Pyrenejí přes Alpy, Karpaty a Kavkaz dál na východ přes Himaláje až do Indonésie. Posledních asi 100 milionů let se Český masiv i se svým platformním pokryvem noří pod příkrovy Západních Karpat (příkrovy jsou deskovitá horninová tělesa nasunutá na vzdálenost alespoň pěti kilometrů téměř horizontálně na jiná horninová tělesa). Díky alpinské orogenezi dnes území Česka není plochou platformou. Alpinské vrásnění oživilo (reaktivovalo) staré variské zlomy a došlo k (relativnímu) výzdvihu poměrně nízkých pohoří, které lemují naše území. Podél některých zlomů vystoupala k povrch láva a místy zalila platformní (převážně křídový) pokryv. Pro jednoduchost a pro snazší orientaci zde k platformnímu pokryvu řadím i neoidní (nedávný) vulkanismus a jeho produkty, podobně jako řadím k předplatformním jednotkám variská intruziva.

Západní Karpaty

Na naše území zasahují pouze vnější Západní Karpaty. Rozlišujeme zde tři základní jednotky: karpatskou předhlubeň, vídeňskou pánev a flyšové pásmo (zde rozepsáno do několika jednotek, Cháb et al. 2007 upraveno)

Jednotky Západních Karpat se na jihovýchodní svahy Českého masivu nasunuly od jihovýchodu. Západní Karpaty pokrývají především oblast jihovýchodně od spojnice Znojmo-Brno-Ostrava. Na území ČR zasahují pouze vnější Západní Karpaty, tvořené druhohorními a především třetihorními sedimentárními horninami. Místy vystupují na povrch i vulkanity, především na Uherskohradišťsku. Od Českého masivu se Západní Karpaty liší zejména svou mladší a lépe čitelnou příkrovovou stavbou a také odlišným vývojem. 

Nebýt alpinské orogeneze, Morava taková jakou ji známe by neexistovala. Těžko bychom zde hledali Pavlovské vrchy, symbol jižní Moravy tvořený jurskými vápenci vytrženými z podloží karpatských příkrovů. Postrádali bychom také zvlněnou moravskou krajinu, včetně "Moravského Toskánska" ve vídeňské pánvi, za kterou se sjíždí fotografové z celého světa. Těžko bychom odtud dohlédli na nejvzdálenější strukturu na Zemi, kterou lze z Moravy zahlédnout, když ani samotné Alpy by bez alpinské orogeneze neexistovaly.

Česká republika je území relativně malé, ale geologicky nesmírně pestré. Vděčí za to své pozici v "srdci Evropy", kde se stýká několik geologických jednotek.

Může se nám zdát, že žijeme v poklidném koutu světa, a že jsme chráněni od všech přírodních katastrof jako jsou hurikány, výbuchy sopek, tsunami, zemětřesení, záplavy a sesuvy. Před většinou těch opravdu nejnebezpečnějších přírodních katastrof jsme skutečně ve Střední Evropě chráněni. Nesmímě však zapomínat, že celé naše území i celá Střední Evropa je rozbrázděna množstvím desítek i stovek kilometrů dlouhých zlomů, z nichž některé zasahují až do zemského pláště. Nejen, že při alpinské orogenezi vznikly zlomy nové, ale mnohé staré zlomy byly znovu reaktivovány. Z pohledu délky trvání jednoho lidského života jsou možná změny krajiny kolem nás příliš pomalé, ale nejsou nepostřehnutelné. Především krajina Západních Karpat se nám doslova mění před očima. Na našem území i u našich středoevropských sousedů dosud dochází k pohybům na zlomech, které mohou být provázeny i poměrně ničivými zemětřeseními nebo aktivním vulkanismem. Naše území a jeho přilehlé okolí není geologicky mrtvé. Pouze lenivé.

Tektonická stavba Střední Evropy a okolí. Český masiv je nejrozsáhlejší odkrytou částí variscid, které budují převážnou část Střední a Západní Evropy. Nasouvají se směrem od západu především na jednotky Avalonie (snad včetně brunovistulika) a Baltiky. Nejmladší jsou jednotky alpsko-karpatské soustavy, které se nasouvají od jihu na všechny zbylé jednotky (podle Pharaoh 1999 in Cháb et al. 2007).

Geologická mapa ČR

Česká republika není rozsáhlým územím, ale z pohledu geologie je to území velmi pestré a bohaté. Žijeme na velmi zajímavém koutě zemské kůry. Poznat a pochopit geologii ČR není v žádném případě jednoduchá záležitost, o čemž se nejlépe přesvědčili ti, kteří se snažili sestavit geologickou mapu našeho území. Od počátku se potýkali s celou řadou problémů. Geologická mapa by měla přehledně zobrazovat horninové složení celého území. Tělesa hornin by měla mít jasně vytyčené hranice, jenž by se v žádném případě neměly křížit nebo měnit svůj tvar při změně měřítka a měly by společně utvářet hierarchicky vyšší geologické jednotky, každou s charakteristickým vývojem a sadou vlastností. Bohužel, nelze sestavit geologickou mapu ČR, která by všechna tato pravidla řádně dodržela. Geologii ČR se vší její rozmanitostí možná nejlépe ilustruje mapa, kterou vytvořili pánové Cháb, Stráník a Eliáš (2007). 

"Geologickou mapu si koupíte všichni vy, kteří to s geologií myslíte vážně."
Rostlislav Melichar (2017), první přednáška výuky regionální geologie na MU

Jedná se o mapu odkrytou - to znamená, že v ní chybí tělesa kvartérních (čtvrtohorních) hornin. Všechny ostatní horniny, které by jinak vystupovaly na povrch, jsou zde zvýrazněny charakteristickou barvou, která neodráží jejich reálné zbarvení, ale jejich stáří nebo minerální složení. Magmatické horniny jsou barevně odlišeny podle jejich složení. Vulkanity mají zpravidla zářivější odstíny než plutonity. Sedimenty jsou barevně odlišeny podle jejich stáří (čím mladší, tím zářivější barva). Slabě metamorfované horniny jsou barevně odlišeny podle stáří, silně metamorfované pak podle složení. Barevně jsou ponechány vždy jen ta tělesa, která náleží k dané geologické jednotce, zbylá tělesa jsou černobílá. Některá tělesa však nejsou příliš barevná a mohou tak splývat mezi šedým podkladem (silur, karbon, devon).

Každé těleso v mapě by mělo být označeno indexem - velkým nebo malým písmenem nebo písmenem řeckým, jenž může být dále doplněno dalšími písmeny či číslicemi. Bohužel, na mapě, se kterou budeme pracovat, autoři některá drobná tělesa neoznačili. To je problém především v případě hornin, které mají velmi podobné barevné odstíny a na mapě se stýkají (typicky tmavě zelená, kterou jsou znázorněny některé bazalty, amfibolity nebo křídové sedimenty). Pokud zde nepomohou indexy (amfibolit: A, bazalty: B a křída K), je nutné si názvy hornin vyhledat na jiné mapě. Názvy hlavních geologických jednotek jsem do geologické mapy zanesl textem tak, aby byl stále dobře čitelný mapový podklad. To vám dovoluje si tyto jednotky najít a zároveň si je přesně vymezit podle hornin, které zde najdete. Je vhodné si zapamatovat alespoň tyto indexy:

• sedimentární horniny se značí velkými písmeny podle stáří, někdy je dívat se i na barvu (kambrium: Ꞓ, karbon: C, devon: D, eocén: E, jura: J, křída: K, miocén: M, neogén: N, neooproterozoikum: NP, ordovik: béžové O, oligocén: žluté O, perm: tmavě hnědé P, paleocén: světle hnědé P, paleogén: Pg, pliocén: Pl, silur: S, trias: T)
• magmatické horniny řeckými písmeny (andezity: α, bazalty: β, granity: γ, granodiority: γδ, diority: δ, gabra ν [ný]) 
• metasedimenty malými písmeny s kurzívou (fylity: f, pararuly: g, mramory: m, silicity: s, kvarcity q) 
• metamagmatity velkými písmeny s kurzívou (amfibolity: A, břidlice: b, zelené břidlice: B, erlány: e, eklogity: E, fylity: f, pararula: g, ortorula: G, granulity: Gr, svory: m, migmatity: M, serpentinity: S, mramory: v, kvarcity: q).
  
  (indexy se někdy kombinují nebo se velmi často doplňují dalšími písmeny a číslicemi)

Všechny horniny a jejich indexy jsou podrobně popsány v legendě k této geologické mapě, kterou jsem se rozhodl sem nevkládat. V textu však budu uvádět názvy nejčastěji zastoupených nebo charakteristických hornin v dané jednotce a o jejich barvě nebo indexu se v textu zmíním. V mapě jsou použity i mnohé další znaky, z nichž nejdůležitější jsou hranice jednotek (černá tenká čára), čárkovaná čára (předpokládané hranice jednotek), tečkovaná čára (přechody ve stavbě a ve složení hornin) a zlomy (různé další typy čar). U některých magmatických a metamorfovaných těles může být uvedeno i stáří hornin (modré číslice) nebo stáří metamorfózy (červené číslice).

"Dobrý geolog by měl poznat kde je, kdybyste ho vysadili kdekoli."

Rostislav Melichar (2015), den otevřených dveří na přírodovědecké fakultě MU

Doporučená literatura

• Cháb, J., Stráník, Z. & Eliáš, M. (2007): Geologická mapa České republiky 1 : 500 000. - Česká geologická služba. Praha.
• Chlupáč, I., Kovanda, J., Stráník, Z. & Brzobohatý, R. (2002): Geologická minulost České republiky. - Academia. Praha.
• Mísař Z., Dudek A., Havlena V., Weiss J. (1983): Geologie ČSSR I. Český masív.- SPN. Praha
  
• Pharaoh, T. C. (1999): Paleozoic terranes and their lithospheric boundaries within the Trans-Europiean Suture Zone (TESZ): a review. - Tectonophysics, 314, 1-3, 17-41.
• Ruban, D. A., Al-Husseini, M. & Iwasaki, Y. (2007): Review of Middle East Paleozoic Plate tectonics. - GeoArabia. 12. 35-56. https://www.researchgate.net/publication/282300517_Review_of_Middle_East_Paleozoic_Plate_tectonics

• https://geologie.vsb.cz/reg_geol_cr/Prednasky.htm

• https://geologie.vsb.cz/geomorfologie/prednasky.htm