Geologie

Geologický vývoj

Globální tektonika – viz příloha globálni tektoniky. Vznik Země je datován na 4,56 mld. let před přítomností (BP). První geologické období – pekelné (hadean), je skryto v těžce poznatelných počátcích Země. Bylo typické velmi silným bombardováním Země planetkami a meteority, přesto z něj byly v západní Austrálii nalezeny zirkony se stářím 3,9–4,4 mld. let, což jsou nejstarší minerály na světě. Po hadeanu začíná období prahor (archaika), kdy se znovu začíná vytvářet zemská kůra a nejspíše znovu začíná vznikat život. Fragmenty této nejstarší zemské kůry se nacházejí v Kanadě a Austrálii. V západní Austrálii jsou horniny (žuly) staré až 3,8 mld. let a nacházejí se zde i nejstarší stopy života na Zemi. Starobylost a konservativismus jako typické principy vývoje od té doby provázely Austrálii až do konce 18. století.

Geologické „jádro“ Austrálie tvoří dva mohutné archaické žulové masívy (kratony) Yilgarn a  Pilbara (viz obr. Geo_13, a obr. 23, 24 – Box č. 1). Ty se utvářely již od počátku archaika a  tvoří velkou oblast východně od Perthu a příbřežní oblast v široce chápaném pohoří Hamersley Ra. v nejzápadnější Austrálii (Ra. = zkratka pro range či ranges, tedy hřbet či hřbety). Zde se nacházejí i zvrásněné sedimenty z původního obalu žulového masívu vč. zkamenělin (viz obr. Geo_14, 15, 16). O něco později vznikly kratony Kimberley a Jabiru-Tanami (podloží oblasti Arunty) v severní Austrálii, ty však jsou dodnes téměř skryty pod mladšími horninami. Koncem archaika vznikl v jižní Austrálii na poloostrově Eyre kraton Gawler. V oblasti západní a střední Austrálie se také vyvíjely v archaiku a starším proterozoiku tzv. páskované železné rudy (vznikající v podmínkách s  minimem kyslíku), které obsahují velký podíl (až 55 %) železa a jsou nyní předmětem intenzivní těžby.

Obr. Geo_13. Povrch žulové klenby Walga Rock v jz. Austrálii – dnešní vzhled nejstaršího archaického kratonu v Austrálii.

Obr. Geo_14. Pravděpodobně archaické sedimenty na okraji kratonu Pilbary u přístavu Point Samson. Foto: Phillip_C., Geezer58, Panoramio, GoogleEarth

Nejstaršími dochovanými organismy na světě zřejmě jsou jednoduché mikrofosilie z říše Archea (viz obr. Geo_15). Byly nalezeny v sedimentech skupiny Warrawoona na S okraji Pilbary VJV od Port Hedland v Z Austrálii. Pocházejí z doby před 3,46 mld. lety.

Obr. Geo_15. Mikrofotografie organismů říše Archea z Austrálie.
Zdroj: www.fossilmuseum.net

Stromatolity jsou vápnité kolonie bakterií a sinic; nejstarší jsou známy opět z oblasti Warrawona v JZ Austrálii (viz obr. Geo_16, 17). Pozoruhodné je, že zde tyto extrémně archaické formy života žijí dodnes (viz obr. Geo_18, 19).

Obr. Geo_16. Představa vzhledu archaických stromatolitů dle časopisu GEO z r. 2005

Obr. Geo_17. Stromatolit archaického stáří (cca 3,5 mld. l. BP). Dobře patrné jsou vrstvičky přirůstání.
Zdroj: www.fossilmuseum.net

Obr. Geo_18. Stromatolity za odlivu. Dodnes se u pobřeží západní Austrálie vyvíjejí, přitom jde o jednu z nejstarších forem života. Jsou tvořeny fotosyntetizující vrstvou bakterií a sinic, která při svých životních pochodech sráží pod sebou kalcitové vrstvičky, takže stromatolit stále narůstá a často mívá hřibovitý tvar. Foto: Hateyoch, Panoramio,GoogleEarth.

Obr. Geo_19. Detail současného stromatolitu. Foto: kateyoj77, Panoramio, GoogleEarth.

Ve starších starohorách (paleoproterozoiku) při vrásněních došlo k výstupům dalších hlubinných vyvřelin a přivrásnění hornin z okolí. Kolem archaických jader tak vznikly dnešní kratony – Západoaustralský, Severoaustralský a Jihoaustralský (viz obr. Geo_20, 21). Ty byly již víceméně konsolidovanými jednotkami, ale jejich okraje a zóny mezi nimi byly ještě později mnohokrát vrásněny a posouvány. Ve středním a mladším proterozoiku (před 1,9–1,1 mld. lety) vznikly horniny centrální Austrálie a další horniny na obvodech kratonů vč. hornin převážné části Tasmánie.

Obr. Geo_20. Satelitní snímek plošiny Arnhemské země na S Austrálie. Plošiny jsou tvořeny staroproterozoickými, tj. kolem 2 mld. starými tvrdými platformními pískovci. Rozpukání podložního žulového kratonu se do nich prokopírovalo a pukliny se staly základem říční sítě. Řeky jsou patrné jako černé linky. Červená úsečka představuje 1 km.

Obr. Geo_21. Podobná oblast jako u obr. Geo_20 na leteckém snímku. Foto: itchy wings, Panoramio, GoogleEarth.

V prvohorách (paleozoiku) se znovu vrásnily okraje Severoaustralského a Jihoaustralského kratonu i pohoří střední Austrálie. Především však v prvohorách vznikla východní třetina Austrálie – tzv. Tasmanidy. Dělo se tak vrásněním sedimentů, jejich přeměnou a výstupy hlubinných vyvřelin (především žul) i výlevy láv. Nejmladší fáze vrásnění postihla a utvořila horniny v okolí města Rockhampton SZ od Brisbane v Queenslandu. Skončila až na samém konci prvohor před 250 mil. lety výstupy mohutných těles žul a dalších hornin v úzkém pásu směru Z – V od ostrova Mornington Isl. v Carpentarském zálivu po město Townsville na V pobřeží severního Queenslandu. Ve druhohorách a snad i třetihorách se ještě vrásnily horniny dnešního šelfu Korálového moře. Od té doby ve vlastní Austrálii ke vrásněním prakticky nedocházelo, jen k mírným poklesům či zdvihům ker zemské kůry.

Období poklesů byla spojena s rozlivem moře (transgresí) a usazováním zpravidla mohutných souvrství sedimentů. Ty na stabilizovaných starších horninách již nebyly vrásněny a dodnes jsou uloženy víceméně vodorovně; tvoří tzv. plaformní pokryv. Platformní sedimenty se nacházejí v celé Austrálii, ale na Australské platformě jsou až 10x starší než v  Tasmanidách na V. Převážně jsou tvořeny tvrdými kyselými pískovci, zvl. v mladších sedimentech jsou hojněji zastoupeny i vápence a prachovité břidlice. V mladších třetihorách již vápence mezi sedimenty dominovaly. V druhohorních (triasových a jurských) pískovcích vznikl i kolektor podzemních vod ve většině pánví Austrálie. Překryt je málo pevnými, ale nepropustnými křídovými prachovci. Prachovce a jílovce zabraňují podzemní vodě vystoupit k povrchu a vznikly tak artézské pánve s napjatou hladinou podzemní vody.

Dlouhá období zdvihů byla spojena s mohutnou erozí a zarovnáváním povrchu. Z povrchu tak bylo celkově erodováno až několik desítek kilometrů hornin, často i sedimenty nedávno uložené mořem.

Pozn.: Je důležité si uvědomit, že během vrásnění sice vznikala horstva, ale všechna během následujících milionů let byla erodována a pokud se týče reliéfu, zcela zmizela. Z dávných hor zůstaly jen jejich kořeny, tvořené masívy hlubinných vyvřelin, metamorfity a nejhlubšími polohami zvrásněných sedimentů, které se v době existence horstva nacházely v hloubkách kolem 10 km i níže. Dnešní hory a elevace vznikly všechny až v poslední fázi vývoje, ve třetihorách a čtvrtohorách (od cca 45 mil. l. BP dodnes) a byly utvořeny jen tektonickými zdvihy některých ker a následnou částečnou erozí, žádné vrásnění zde již neprobíhalo.

Podrobnější a odbornější informace o starším geologickém vývoji oblasti Australské platformy poskytuje Box č. 1.

V dlouhém období na přelomu prvohor a druhohor (280–225 mil. l. BP) byly rozsáhlé oblasti jižní Austrálie zaledněny, neboť Austrálie byla tehdy ještě poblíž jižního pólu spojená s Antarktidou v kontinentu Gondwana. Další zalednění se vyvinulo v jižní Austrálii až ve starších čtvrtohorách.

Třetihorní vrásnění, které v Evropě utvořilo hlavní pohoří – Pyreneje, Alpy, Apeniny, Karpaty a balkánská pohoří – ve vlastní Austrálii nemělo analogii. Vrásnily se však horniny střední a severní části dnešní Nové Guineje, ležící u severního okraje Indicko-Australské tektonické desky. Ve třetihorách, čtvrtohorách, až dodnes, docházelo a dochází k vrásnění na severním a východním okraji této tektonické desky, tedy při severním okraji Nové Guineje, ostrovech východně od ní, v hlubokomořských příkopech Tonžském a Kermadeckém a omezeně také na Novém Zélandu. Toto vrásnění je typicky provázeno aktivní vulkanickou činností.

Obr. Geo_29. Strukturně geologická mapka Austrálie v kontextu sv. cípu Indicko-australské tektonické desky. Převzato z publikace Austrálie a Oceánie (Brinke 1983) – zpracováno podle Z. Mísaře.

• 1 – hlavní zlomy
• 2 – osy antiklinál
• 3 – osy synklinál
• 4 – bazické a ultrabazické horniny – ofiolity (Oceánská kůra vyvlečená a zavrásněná do kůry kontinentální, kde pak může být obnažena erozí a přístupna zkoumání. Často značí staré hranice tektonických desek)
• 5 – alpidní předhlubeň a západopacifické alpidy (Nová Guinea)
• 6 – pánev Canning (pokrytá Velkou písečnou pouští) s mohutným souvrstvím sedimentů od ordoviku do spodní křídy
• 7, 8 – pobřežní plošiny a pánve na starším zvrásněném podkladu s výplní od permu do křídy místy, především v pánvi Murray a Nullarborské plošiny i třetihor
• 9 – příkop Tamworth-Yarrol se silně zvrásněnými prvohorními sedimenty vč. permských
• 10 – nejmladší část Tasmanid vrásněná především koncem permu
• 11 – nejstarší část Tasmanid vrásněná koncem proterozoika až do konce kambria (sv. od Adelaide a na N. Zélandě)
• 12 – oblast vrásněná ve středním devonu
• 13 – předprvohorní okrajové bloky Australské platformy s hlavním vrásněním v mladším proterozoiku
• 14 – pravděpodobný rozsah mladšího proterozoika a počátku prvohor u okraje platformy
• 15 – oblasti postižené vrásněním ve starším a středním proterozoiku
• 16 – platformní pokryvy tvořené horninami ze středního a mladšího proterozoika
• 17 – obnažené žulové kratony Yilgarn a Pilbara
• 18 – archaický kraton skrytý pod platformními sedimenty proterozoického stáří
• 19 – činné sopky
• 20 – hlubokomořské příkopy na obvodu indicko-australské tektonické desky
• 21 – linie andezitového vulkanismu, ± respektující hranici kontinentální části tektonické desky.

Ložiska nerostných surovin

Dlouhá geologická historie vedla k utvoření různorodých ložisek nerostných surovin. Existence velmi starých i mladších vyvřelých a metamorfovaných hornin je předpokladem k výskytu bohatých ložisek různých kovů, a to především železa, zlata, stříbra, polymetalických kovů, omezeně též diamantů. V posledních 25 letech byla otevřena větší ložiska ropy a plynu ve střední Austrálii vč. Velké artézské pánve, na západním a jv. pobřeží a především na šelfu kolem nich. V oblasti Tasmanid na východě jsou ložiska surovin kovů menší, ale zato jsou zde v pánvích různé typy uhlí – černé i lignit. Bohatství různorodých nerostných surovin činí z Austrálie jednoho z jejich předních světových producentů a vývozců.

Obr. Geo_30. Mapa ložisek nerostných surovin.
Zdroj: Philip´s Australian School Atlas.