Exkurze pro popularizaci geologických věd a fyzické geografie - Úvodní informace

Znáte geologickou historii svého okolí?

Úvod

Exkurze seznamuje s geologickou historií určitého území, metodami jejího odkrývání na konkrétních místech, horninách a fosiliích.

Vynikající je multioborovost exkurze: zahrnuje poznatky se všeobecné a regionální geologie,  fyzické geografie, biologie, mineralogie, petrografie a paleontologie, ale lze doplňovat témata týkající se klimatologie, paleogeografie, obecných metod vědecké práce apod. Na vedoucího exkurze však klade vysoké nároky na znalost konkrétních skutečností a na schopnost propojovat různé vědní obory.

Cíl: Demonstrovat geologickou historii vybraných míst v blízkém i vzdálenějsím okolí Plzně

Využité přístroje: Lupa, geologické kladívko

Cílová skupina/náročnost:  9. třída ZŠ a 1. až 3. ročníky gymnázií, náročnost vysoká

 

1 Geologická historie okolí Starého Plzence

Okolí Starého Plzence je ideálním místem pro polodenní geologickou exkurzi z Plzně. Poskytuje průřez nejstarší geologickou historií širšího okolí Plzně. Pro svoji snadnou dostupnost veřejnou dopravou, poměrně krátké exkurzní trasy a možnost sběru zkamenělin je atraktivním cílem.

Za každou zastávkou je uvedena konkrétní literatura týkající se lokality. V celkovém přehledu literatury jsou uvedeny tituly obecnějšího rázu a paleontologické monografie vhodné pro určení případných paleontologických nálezů.

 

1 Krátká geologická historie území

V okolí Starého Plzence máme záznamy ze tří hlavních geologických období: svrchního proterozoika (1000–800 mil. let), svrchního kambria až svrchního ordoviku (500–450 mil. let) a konce terciéru až staršího kvartéru (pleistocénu) (2–0,01 mil. let). K tektonickým dějům, které ovlivnily zdejší horninové celky, patří kadomské vrásnění (cca 600–550 mil. let) s projevy slabé regionální metamorfózy, projevy vulkanismu pravděpodobného silurského stáří a variské vrásnění s průnikem žilných hornin. Kambrium a ordovik tvoří brachysynklinálu s osou JZ–SV směru. Většinou mírně ukloněné celky jsou postiženy směrnými poklesy, podél kterých jádro brachysynklinály zaklesávalo vůči křídlům synklinály.

 

1.1 Prekambrium

Nejstaršími horninami jsou horniny svrchního prekambria. Usazeniny vznikaly v hlubším moři při okraji na jihovýchodě ležící pevniny. Silně se uplatňovala podmořská sopečná činnost, reprezentovaná výlevy čedičových polštářových láv na mořském dně. V té době ještě neexistovaly větší organizmy, po kterých by mohly zůstat fosilie. Proto jsou tyto horniny atraktivní jen z petrologického a tektonického hlediska, ale jsou bez makrofosilií. Mikrofosilie, reprezentované shluky kokálních mikroskopických řas, známe z vápnitých břidlic z Černic a pravděpodobně by byly přítomny i ve vápnitých břidlicích z území mezi Starým Plzencem a Háji u Koterova. Ke konci prekambria byly tyto prekambrické mořské usazeniny a vulkanity silně zvrásněny a slabě metamorfovány.

Prekambrické usazeniny u Starého Plzence patří pouze blovickému souvrství tzv. kralupsko-zbraslavské skupiny, s odhadovaným stářím 1000-800 mil. let.

Na Staroplzenecku tvoří prekambrické horniny výrazné vrcholy Radyně, Ostré Hůrky, Hájů u Koterova, dobře odkryté jsou v opuštěných lomech u Koterova a u Letkova. Výchozy prekambrických hornin jsou u Lhůty a v údolí Úslavy od Sedlce dále podél řeky ke Štáhlavům, mezi Starým Plzencem a Koterovem.

 

1.2 Kambrium

Po kadomském vrásnění na konci prekambria se stalo okolí Plzně souší. Nemáme zde žádné horniny spodního a středního kambria, které mají velké plošné rozšíření v nedalekých Brdech.

Až ke konci kambria probíhala silná vulkanická činnost na již existující souši. Zanechala po sobě doklady v podobě těles vyvřelých hornin kyselého složení (ryolitů), jezerních a snad i říčních usazenin vznikajících v okolí sopek a mezi sopečnými vyvrženinami. Usazené horniny tvoří slepence a hrubozrnné pískovce bez fosilií. Patří pavlovskému souvrství.

U Starého Plzence jsou ryolitové vyvřeliny známé z okolí Sedlce a Tymákova (Sedlecká skála, Maršál, Spálený vrch) a v pruhu těles dále k Rokycanům. Pavlovské souvrství tvoří skalky v pruhu opuštěných lomů na Stradišti mezi Starým Plzencem a Letkovem, v Sedlci, v údolí Lhůtského potoka a lomu u Lhůty.

 

1.3 Ordovik

Nedlouho po počátku ordoviku do Staroplzenecka dosáhla mořská transgrese. Vzniklo zde nejprve mělké, ale postupně se prohlubující moře. Jeho hloubku můžeme odhadnout až na stovky metrů. Pobřeží leželo na SZ, ale postupně, jak transgrese pokračovala, se stále více vzdalovalo od Plzenecka. Mořské usazeniny ordovického stáří tvoří materiál splavený z nedaleké pevniny a je velmi různorodý. Vznikaly různé typy pískovců, prachovců, šedozelených, hnědofialových a tmavošedých břidlic, ale také chemogenní usazeniny s větším podílem nerostů obsahujících železo, které byly pokusně těženy jako železné rudy.

Horniny ordoviku začínají nejstaršími polohami klabavského souvrství, které je následovány souvrstvím šáreckým, dobrotivským, libeňským, letenských a vinickým. Pravděpodobně zde existovaly i horniny dalších ordovických souvrství tak jak je známe z Berounska, ale tyto vrstevní sledy, stejně jako možné usazeniny siluru a devonu, byly erodovány již před koncem prvohor. Proto o existenci moře v siluru a devonu nemáme žádné doklady. Můžeme však předpokládat podle vývoje hornin v okolí Berouna, že také zde existovala mořská pánev až do konce středního devonu. V siluru do území pravděpodobně pronikla menší žilné tělesa ultrabazických hornin (pikritů), které způsobila slabou lokální kontaktní metamorfózu hornin ordoviku u Tymákova.

Všechna ordovická souvrství obsahují fosilie, ale nejbohatší jsou souvrství šárecké a dobrotivské. Ostatní souvrství jsou paleontologicky poměrně chudá a fosilie v nich jsou svým výskytem omezeny na ojedinělé polohy.

Horniny ordoviku tvoří brachysynklinálu protaženou ve směry JZ-SV. Střídáním různě odolných hornin vznikl současný reliéf. Zatímco měkčí jílovité horniny (břidlice, prachovce) snáze podléhají erozi, polohy tvrdších a vůči zvětrávání velmi odolných křemenných pískovců tvoří protáhlé hřbety. Starší polohy klabavského souvrství vystupují ve svazích podél Lhůtského potoka. Vyšší část klabavského souvrství vystupuje v údolí Úslavy u Sv. Blažeje západně od obce a dále ve skalkách nad nivou u Sedlce a na Sutici. Pozůstatky po těžbě rud klabavského souvrství jsou na Na Kocandě (Hora) severně od Starého Plzence. Šárecké souvrství buduje malé skalky ve svahu nad nivou Úslavy mezi staroplzeneckou Malou Stranou a Sedlcem a vystupuje na povrch na západním svahu Sutice. Nepatrné pozůstatky po těžbě rud šáreckého souvrství jsou i na Stradišti u Letkova. Dobrotivské souvrství tvoří východní část Černé Stráně a svahy na západě Sutice. Libeňské souvrství vystupuje ve dvou pruzích. Severní tvoří vrcholy Kocandy a Stradiště a pokračuje dále na Čilinu na Rokycansku, jižní pruh tvoří malou vrcholovou plošinu Hůrky ve Starém Plzenci, která pokračuje pruhem na vrcholovou plošinu Sutice a hřbet Skalice u Tymákova. Mladší ordovická souvrství leží v pruhu hornin mezi staroplzeneckou Malou Stranou a Tymákovem. Horniny letenského a vinického souvrství však tvoří jen nepatrné výchozy, pouze na Malé Straně jsou lépe odkryty v erozních roklích. Vyšší polohy letenského souvrství vystupují v cestě k rotundě na Hůrce, ve svahu Černé Stráně pod rotundou a v zářezech polní cesty vycházející z Malé Strany do Tymákova. Silně rozvětralé výchozy vinického souvrství jsou známé z úvozu blíže rozcestí polních cest (u křížku) severně od Hůrky. Prachovce s mocnějšími polohami křemenných pískovců a výše i tenkými polohami fosiliferních pískovců vystupují v nárazovém břehu Úslavy mezi Starým Plzencem a Koterovem.

 

1.4 Variské vrásnění

Stejně jako většina Čech, i Plzenecko se od konce středního devonu stalo souší. Původně vodorovné usazeniny kambria, ordovika (a snad i siluru a devonu) byly zvrásněny a následně rozlámány na menší kry. V průběhu tohoto procesu, označovaného jako variského vrásnění, na konci devonu a počátkem karbonu, do hlubokých zlomů pronikalo magma a po utuhnutí vytvořilo na některých místech vyvřelé žilné horniny.

 

1.5 Karbon

V průběhu variského vrásnění byly z velké části denudací odstraněny usazeniny svrchního ordoviku, siluru a devonu. Ve svrchním karbonu se nové, říční a jezerní usazeniny ukládaly na reliéf již dosti podobný dnešnímu. Svědčí o tom skutečnost, že pokud jsou zachovány, tak karbonské usazeniny mají jako podloží již jen horniny kambria a ordoviku. Silurské a devonské usazeniny, které zde asi původně existovaly, byly již před svrchním karbonem odstraněny denudací.

Podobně jako na jiných místech plzeňské kotliny se o období svrchního karbonu se i na Plzenecku ukládaly nánosy divočících řek. Tyto svrchnokarbonské usazeniny jsou zastoupené rozpadavými arkózovými pískovci a slepenci. V malém rozsahu jsou zachovány v blízkém okolí Tymákova a Letkova, kde až na postupně zanikající pískovnu v Tymákově nevystupují na povrch. V 19. a počátkem 20. století byl z pískovců plaven kaolin a u Letkova byla občasně dobývána tenká slojka nekvalitního uhlí.

 

1.6 Perm až terciér

Po uložení karbonských hornin došlo k rozlamování a pohybu drobných horninových bloků vůči sobě. V porovnání s předchozími variskými horotvornými procesy byla intenzita těchto tektonické procesů poměrně slabá. Na zakleslých blocích se zachovaly uvedené karbonské sedimenty. Tyto tektonické procesy probíhají až do současné doby.

V druhohorách a třetihorách bylo území nejspíše souší.

Dokladem jezerního z období třetihor jsou jezerními štěrkopísky a jíly dobývané u Kyšic. (již mimo trasu exkurze).

Ke konci třetihor nebo počátkem čtvrtohor zde již protékala řeka ve směru současného toku Úslavy. Svědčí o tom zachovalé relikty říční štěrky vysoko nade dnem dnešního údolí Úslavy. Říční štěrkopísky pliocénního nebo raně pleistocenního stáří leží na vrcholu Hájů u Koterova. Nižší říční terasa se štěrkopísky obsahujícími hrance je u hřbitova při silnici ze Starého Plzence do Letkova. Hrance dokládají eolickou činnost na štěrkopískových náplavech té doby.

Nižší říční terasy risského a mindelského stáří jsou stále dobře patrné po obou stranách údolí Úslavy. Jednotlivé terasy jsou odděleny prudkými, několik metrů vysokými svahy porostlými křovinami. Na plochých nebo mírně ukloněných terasách jsou převážně pole nebo louky. Současná Úslava meandruje širokou údolní nivou tvořenou holocénními povodňovými hlínami. Samotné dno údolí pod hlínami je vyplněno hrubými štěrkopísky pozdního würmu. Je zajímavé, že v teplém období würmu řeka tekla po skalním podloží níž nežli teče v současnosti.