Ordovicko-devonský cyklus

Barrandien nebyl domovem jen kambrických mořských organismů. Po ústupu moře koncem kambria se sem moře znovu vrátilo již na začátku ordoviku, zůstalo zde po celý silur a ustoupilo až v devonu. Tento druhý nástup moře se pochopitelně odrazil v sedimentárním záznamu. Sedimenty ordoviku byly na našem území nalezeny výhradně v Čechách. Výskyty v barrandienu pokračují dál pod povrch na severozápad a na povrch vystupují v Železných horách. Ordovik je zastoupen také v metamorfitech dalších jednotek Českého masivu. Vůbec nejlépe je však zachován v barrandienu.

Ordovik

Oproti kambrickým pánvím barrandienu, ve kterých se ukládaly spíše kontinentální sedimenty, se ordovicko-devonský cyklus vyznačuje převahou mořské sedimentace. Sedimentární sledy v pražské synformě nejsou plynulé. Občas docházelo k vynoření a k erozi. Nacházíme zde rovněž doklady o zalednění jako jsou dropstones (kameny vypadávající z ker plujících ledovců, například na lokalitě Levín u Králova Dvora) a chladnomilná společenstva trilobitů rodu Selenopeltis. Ordovické sledy leží na kambriu se skrytou diskordancí a na proterozoiku s úhlovou diskordancí. Transgrese ordovického moře se projevila ukládáním pískovců, arkóz a drob s hojnou faunou brachiopodů. Dále v čase sledujeme pestré zastoupení různých typů sedimentů, převážně hlubokomořských jílovitých břidlic a prachovců s vulkanogenními sedimenty. Typický je ordovický diabasový magmatismus. Ve svrchním ordoviku vulkanoklastika chybí. Ukládaly se břidlice a prachovce, které byly později vystřídány hrubší sedimentací drob a pískovců obsahujících dropstones. Nejvýznamnějšími, indexovými fosiliemi jsou graptoliti a konodonti. Velkým rozvojem procházeli také měkkýši, především hlavonožci.

Stratigrafická tabulka barrandienského ordoviku
(Chlupáč 2002 na základě prací Havlíčka, Knížek 2013)

Nástup ordovické transgrese se projevil ukládáním jemnozrnných pískovců, drob a arkóz třenického souvrství. Takové mělkomořské prostředí obývali hlavně bezopornatí ramenonožci (typicky zástupci druhu Hyperobolus feistmanteli). Do nadloží pak roste zastoupení dalších skupin, typicky trilobitů a ostnokožců. Mladší mílinské souvrství je tvořeno převážně silicity s jehlicemi porifer. Obě souvrství mají mocnost nejvýše 50 m. Poté však následuje ukládání až 300 metrů mocných břidlic klabavského souvrství ukládaných již v hlubším, klidnějším sedimentačním prostředí. Tyto jemnozrnné sedimenty dovolily zachování již poměrně bohatého společenstva organismů, mezi kterými nechyběli ani široce rozšíření a druhově rozmanití graptoliti. Nacházeni bývají především v okolí Rokycan. V klabavském souvrství rovněž nacházíme projevy vulkanické činnosti komárovského komplexu a to především bazalty a pyroklastika. Místy byly ukládány i ložiska sedimentárních železných rud. Výlevy bazaltů pokračovaly téměř do konce ordoviku. V rámci mladšího šáreckého souvrství nacházíme mezi břidlicemi hojné konkrece nazývané rokycanské nebo šárecké kuličky s často výborně zachovalými trilobity v jejich jádře. Roste také zastoupení dalších typicky mořských skupin jako jsou mlži, plži, hyoliti a korýši. V rámci dalších navazujících souvrství pouze zmiňme souvrství dobrotivské a libeňské. Po nich následovalo ukládání lokálně nejmocnějšího letenského souvrství, v rámce kterého se jemnozrnné, prachové břidlice ukládaly střídavě s poněkud hrubšími, písčitými sedimenty. V rámci vinického souvrství se ukládají výhradně jemnozrnné břidlice, což ukazuje na opětovné prohloubení pánve. Podobně lze charakterizovat i zbylá nadložní souvrství zahořanské, bohdalecké, královodvorské a kosovské. V posledním souvrství se objevují jasné příznaky nastupujícího globálního ochlazení. Většina vody byla tehdy vázána v ledovcích a proto pozorujeme mírný celosvětový pokles hladiny.

SIlur

Na mořskou sedimentaci v ordoviku plně navázala sedimentace silurská, jenž měla mírně odlišný charakter. Na dně raně silurského moře sedimentovaly prachovce (břidlice) liteňského souvrství, které jsou velmi tmavé a obsahují hojně fosilie graptolitů. Jejich ekvivalenty byly nalezeny i v metamorfitech ostrovní zóny středočeského plutonu i v dalších jednotkách Českého masivu. Byly ukládány v málo prokysličeném, někdy až anoxickém prostředí. Rozlišovány jsou tři skupiny vrstev:

1. vrstvy želkovické, ve kterých zcela dominují graptoliti nad ostatní makro faunou
2. vrstvy litohlavské typické střídáním tmavých graptolitových břidlic a zelenavých břidlic
3. vrstvy motolské, v nichž jsou vedle graptolitů zastoupeni i ramenonožci, mlži, hlavonožci a korýši, a které byly ukládány v přívětivějším prostředí s mírně zvýšeným množstvím kyslíku

Podobně jako v ordoviku i v siluru nacházíme projevy bazického vulkanismu, jenž se svým chemickým složením podobá oceánské kůře. Díky podmořským výlevům polštářových láv a spadu pyroklastik se pod mořem utvářely elevace, na kterých se mohly počátkem pozdního siluru ukládat šedé, do hněda zvětrávající vápnité prachovce a vápence kopaninského souvrství s vložkami pyroklastik. Ukládány byly nesmírně fotogenické cephalopodové ortocerové vápence, ve kterých nacházíme přímé kuželovité schránky velkých hlavonožců. Později vulkanická činnost ustala a do konce siluru se utvářely pouze vápence nejméně mocného, přídolského (požáreckého) souvrství. 

Přibližná hranice mezi kopaninským a požáreckým souvrstvím a mezi stupni ludlow a pridoli. Hranice se nepřekrývají, jejich polohy se liší o několik vrstev.
Lom Kosov u Berouna, 2018 (podle Vokáč 1999 in Vokáč et al. 2016)

V hlubokomořském prostředí se ukládaly vápence tmavé, jemnozrnné a často střídané vrstvami prachovců (břidlic). Ukládány byly turbiditními proudy sestupujícími z kontinentálních svahů do anoxických hloubek na dně mořské pánve. Tyto silurské vápence obsahují bohatou faunu graptolitů, hlavonožců, mlžů a také velkých korýšů a mořských členovců. V tomto souvrství byly nalezeny i nejstarší suchozemské rostliny (!) rodu Cooksonia. Ani koncem siluru z barrandienu moře neustoupilo, mořská sedimentace pokračovala dál do devonu.

Stratigrafická tabulka barrandienského siluru

(Chlupáč 2002 na základě prací Havlíčka, Knížek 2013)

Na hranici siluru a devonu nacházíme scyphocrinitový horizont celosvětově rozšířených, na svou dobu velmi úspěšných planktonních lilijic Scyphocrinites, které se se svými lobolity (plováky) přizpůsobily planktonnímu životu. Může nás těšit, že podle prvního výskytu graptolita Monograptus uniformis na lokalitě Klonk u Suchomast byla stanovena stratotypová hranice silur - devon, podle které se řídí geologové na celém světě. Byl to první stratotyp rozlišující hranici mezi geologickými obdobími na světě. Těžko bychom však mezi zdejšími vápenci hledali nějakou přirozenou hranici. Devonské vápence se na těch silurských usazovaly konkordantně - navazují na ně přímo a plynule (bez hiátu).

Devon

Území barrandienu leželo v devonu v tropických oblastech, tudíž zde sedimentace odráží velmi teplé podnebí. Ukládaly se převážně vápence, neboť v našich mořích tou dobou převažovala karbonátová produkce nad klastickou sedimentací. Území dnešního barrandienu představuje celosvětově významnou oblast odkryvů mnohých souvrství a troufám si tvrdit, že nejvýznamnější jsou právě ta devonská. Dokladem toho jsou mezinárodní stratotypy nebo alespoň pomocné parastratotypy, jenž byly párkrát, ze všech světových odkryvů, vybrány právě v barrandienu. Názvy některých raně devonských období tak nesou jména i po některých barrandienských lokalitách.

Jako první se v devonu ukládaly radotínské nebo kotýské vápence lochkovského souvrství, které odpovídá stářím raně devonskému stupni lochkov. Stratotyp najdeme v pražské čtvrti Lochkov na lokalitě Klonk u Suchomast. Doplňující stratotyp najdeme na Budňanské skále u Karlštejna.

1. Radotínské vápence se vyznačují rytmickým střídáním tmavě šedých vápenců a vápnitých břidlic. Byly ukládány na mořském dně s nedostatkem kyslíku, takže obsahují spíše živočichy schopné pohybu ve vodním sloupci (nekton) nebo plovoucí (plankton) než omezené na pohyb na mořském dně (bentos).
2. Kotýské vápence jsou světleji šedé a jsou tvořeny převážně články stonků lilijic, jenž se hromadně ukládaly v mělkovodním režimu na elevacích vulkanického původu. 

Oba typy vápenců později přechází ve vápence kosořské, jenž kombinují znaky radotínských i kotýnských vápenců (jsou tmavší a vrstevnaté, ale jsou spíše tvořeny zbytky schránek. 

Charakteristicky vrstevnaté a rytmicky střídané radotínské vápence a vápnité břidlice lochkovského souvrství raného devonu barrandienu. Radotín, 2018.

Vápence pražského souvrství (prag) jsou již světlejší, odráží se v nich změlčení moře v důsledku poklesu globální hladiny moře (lochkovsko-pražský hraniční event). Pražské souvrství odpovídá stáří stupni prag raného devonu, stratotyp byl umístěn rovněž v Praze, ve Velké Chuchli. V rámci pražského souvrství můžeme rozlišit několik různých typů vápenců (několik různých vývojů). 

1. Dvorecko-prokopské vápence se utvářely v nejhlubším a nejklidnějším prostředí, jsou proto velmi jemnozrnné (mikritické) a obsahují velmi dobře zachovalou faunu tentakulitů, trilobitů i jedny z posledních existujících graptolitů vůbec. Barrandien představuje asi jediné naleziště raně devonských graptolitů na světě.
2. Řeporyjské vápence jsou typické červenohnědým zbarvením a hlíznatou stavbou. Jinak se od předchozího typu téměř neliší. 
3. Loděnické vápence jsou deskovité, nazelenale a nažloutle šedé s červenavými skvrnami.
4. Slivenecké krinoidové vápence jsou načervenalé a typicky mělkovodní, tvořené převážně akumulacemi zbytků stonků lilijic.
5. Koněpruské vápence jsou téměř totožné jako vápence slivenecké, jsou však světle bílé a obsahují velmi, velmi bohatou faunu čítající až několik set druhů vymřelých organismů. Charakteristická je přítomnost mechovek, korálů, lilijic, plžů, mlžů, ramenonožců a trilobitů.

Závěrem sedimentace pražského souvrství vymřeli graptoliti.

Světlé koněpruské vápence s početně i druhově neobyčejně bohatou faunou. Koněprusy, 2017.

Nadložní zlíchovské souvrství (spodní ems = stupeň zlíchov) má parastratotyp, pomocný stratotyp stupně ems, rovněž v Praze (pod Barrandovem). Bazální část souvrství tvoří korálový obzor, jenž byl zřejmě utvářen sesuvy a skluzy korálových útesů. Zlíchovské souvrství je prakticky celé tvořeno šedými bioklastickými vápenci s úlomky různých schránek mořských organismů přecházející až do brekcií. V rámci tohoto souvrství se také objevují jedny z nejstarších hlavonožců z řad amonoidů, významné indexové druhy goniatitů. Lokálně tvoří nejvyšší část zlíchovského souvrství červenavé krinoidové chýnické vápence. Je jasné, že od siluru až doposud byl všeobecný trend v postupném změlčování moře. V oblasti Koněprus dokonce sedimentace ekvivalentu zlíchovského souvrství chybí, patrně byla tato oblast vynořena nad hladinu moře. Vápence se v oblasti Koněprus ukládaly až v závěru tohoto období, nazývají se suchomastské a ukládaly se díky opětovnému vzestupu mořské hladiny (dalejský event). Díky tomuto eventu mají vápence dalejsko-třebotovského souvrství (svrchní ems = stupeň dalej) jemnozrnný charakter, místy se jedná o zelenošedé vápnité dalejské břidlice a místy (a později výhradně) o jemnozrnné třebotovské vápence. V třebotovských vápencích je unikátní výskyt tří skupin významých indexových fosilií: konodontů, tentakulitů a goniatitů, kteří umožňují velmi detailní  časové srovnávání různých vrstev (stratigrafii). Díky tomu byl v lomu Prastav v Praze Holyni stanoven parastratotyp hranice spodního a středního devonu. 

V rámci středního devonu rozlišujeme v barrandienu poslední dvě souvrství: chotečské (eifel) a srbské (givet). V rámci chotečského souvrství se v oblasti Koněprus ukládaly mělkovodní, šedé krinoidové acanthopygové vápence nazvané podle trilobita Acanthopygae haueri. Ve zbylých oblastech máme dochovány vápence chotečské, které mají až charakter kalciturbiditů - vápenců ukládaných turbiditními proudy signalizující zřejmě prohloubení pánve (chotešský event). Mocnost tohoto souvrství je však nejmenší v rámci celého barrandienského devonu. 

Není jasné, kde přesně leží hranice mezi středně devonskými stupni eifel a givet, neboť je stanovena podle prvního výskytu konodonta Polygnathus hemiansatus, jenž v barrandienu zatím nebyl nalezen. Nicméně, zhruba v tomto období se všude kromě oblasti Koněprus (kde je zřejmě hiát) ukládaly vrstvy, které jsou zcela odlišné od všech ostatních vrstev v devonu. Jsou to vrstvy kačácké. Nastupující černošedé vápnité břidlice kačáckých vrstev tvoří bázi srbského souvrství a představují sedimentaci v extrémně nehostinných podmínkách (kačácký anoxický event). Na celém světě muselo touto dobou dojít k výrazné změně, zřejmě ke zvýšení globální hladiny moře a postupu chladných oceánských vod k pobřeží, což mělo za následek vznik anoxického prostředí a celkový úbytek fauny, především té přizpůsobené k životu na mořském dně (bentos). Mezi fosiliemi převládají hlavonožci a tentakuliti, hojné jsou i rostliny splavené z pevniny. Po kačáckých vrstvách sedimentovaly prachovce a pískovce roblínských vrstev. Mají již charakter flyšové sedimentace předznamenávající nástup variské orogeneze. Ukládán je často i materiál původem z pevniny. Salinita směrem do nadloží klesá a stejně tak ubývá mořské fauny, zastoupena je především rostlinná drť. To znamená, že pánev byla zanášena materiálem dopravovaným řekami. Nástup sedimentace roblínských vrstev pozorujeme po hiátu také v oblasti Koněprus, kde jejich nejvyšší část již odpovídá sedimentaci molasy. O všem, co se bude dít dál, rozhodovala variská orogeneze.

Ekvivalenty ordovicko-devonského sedimentačního cyklu barrandienu můžeme najít i v rožmitálské oblasti. Kambrium, ordovik a silur (možná i devon) byl doložen také v oblasti Železných hor.

Stratigrafická tabulka barrandienského devonu
(Chlupáč 2002 na základě prací Havlíčka, Knížek 2013)

• Chlupáč, I., Kovanda, J., Stráník, Z. & Brzobohatý, R. (2002): Geologická minulost České republiky. - Academia. Praha. 
  
• Knížek, M. (2013): Radiální tektonika barrandienu. - MS: Disertační práce, Ústav geologických věd Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity, 1-60. Brno.
• Vokáč, V., Hartl, F., Pavlovič, M., Mitro, P. & Dvorský, P. (2016): Význačné nálezy silurských trilobitů v motolském, kopaninském a požárském souvrství (wenlock-přídolí) pražské pánve; Barrandien, Česká republika. - Erica, Plzeň, 23, 121-137.