PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA MASARYKOVY UNIVERZITY
Katedra geologie a paleontologie
KARBONÁTOVÁ
SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
I.
Jejich vznik a vývoj
RNDr. Jindřich Hladil, CSc.
1996
BRNO
PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA MASARYKOVY UNIVERZITY
Katedra geologie a paleontologie
KARBONÁTOVÁ
SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
I.
Jejich vznik a vývoj
RNDr. Jindřich Hladil, CSc.
1996
BRNO
c Jindřich Hladil, Masarykova univerzita, Brno, 1996
ISBN 80–210–1321–4
OBSAH
Úvod 5
1. Fyzikálně-chemické vlastnosti karbonátu 7
1.1 Složení karbonátů sedimentárních těles 7
1.2 Kalcitová (trigonální) mřížka 8
1.3 Aragonitová (rhombická) mřížka 8
1.4 Defekty krystalové mřížky 12
2. Procesy krystalizace a rozpouštění karbonátu 15
2.1 Kinematika procesu krystalizace — rozpouštění 15
2.2 Hranice pevná fáze — roztok 16
2.3 Vnější a vnitřní komplexy 18
2.4 Morfologické jevy při rozpouštění a krystalizaci 19
2.5 Účinky nadkritických horninových fluid 19
2.6 Difúze 20
3. Změny složení karbonátu 21
3.1 Dolomitizace a dedolomitizace 21
3.2 Střídání fází a lamel v řadách Mg-Fe-Mn a CaMg-CaFe-CaMn 24
3.3 Rozhraní podmínek aragonit-kalcit 25
3.4 Selektívní změny ve složení strukturních vrstev mřížky 25
4. Koncentrace karbonátu 27
4.1 Organizmy a koncentrace karbonátu 27
4.2 Produkce a akrece karbonátu 28
4.3 Biologické pasti, místa hlavní produkce karbonátu 28
4.4 Kalciové pasti 30
4.5 Koncentrace karbonátů v drobném měřítku 30
5. Rozptyl karbonátu 31
5.1 Rozdíl mezi krátkodobým a dlouhodobým akrečním výkonem 31
5.2 Ztráta sedimentárního záznamu a ztráta objemu karbonátu 31
5.3 Průběh rozptylu karbonátu během vývoje karbonátového tělesa 32
5.4 Rychlost rozptylu karbonátu 34
5.5 Oživení odnosu karbonátu při vstupu do metamorfních podmínek 34
5.6 Zóny cementace a zvýšené porozity na okraji karbonátového tělesa 34
6. Komponenty karbonátových hornin 36
6.1 Částice 36
6.2 Tmely 39
6.3 Druhotné dutiny a jejich krystalické a sedimentární výplně 41
6.4 Nekarbonátové autigenní minerály 42
6.5 Diageneticky vzniklé komponenty karbonátových hornin 42
3
OBSAH 4
7. Klasifikace karbonátových hornin 43
7.1 Klasifikace Sorbyho a jeho následníků 43
7.2 Kl. Grabauova a jeho následníků 44
7.3 Kl. Folkova 44
7.4 Kl. Leightonova a Pendexterova 46
7.5 Kl. Kukalova 47
7.6 Kl. Pirletova 47
7.7 Kl. Pettijohnova 47
7.8 Kl. Kontova 48
7.9 Kl. Dunhamova a jeho následníků 48
7.10 Nesystémové pojmy vžité v geologické praxi 51
7.11 Klasifikace podle geneze hornin 51
7.12 Použití klasifikací 54
8. Facie karbonátových sedimentů 56
8.1 Základní rozdělení sedimentárních facií 56
8.2 Mikrofacie karbonátových sedimentů 56
8.3 Standardní mikrofacie 58
8.4 Faciální zóny 59
8.5 Rifová synopse 60
8.6 Gravitity, zejména turbidity 62
8.7 Hemipelagické a pelagické facie 63
9. Sekvence karbonátů, její prostorové a časové vazby 66
9.1 Nesouhlasně omezené jednotky 66
9.2 Vztah stratigrafie a sekvencí 66
9.3 Základní sekvence 67
9.4 Vývoj a vnitřní uspořádání základní sekvence 69
9.5 Parasekvence 70
9.6 Sekvenční jednotky nižšího řádu 71
10. Posloupnosti diagenetických až metamorfních přeměn 75
10.1 Diageneze 75
10.2 Metamorfóza v orogénu 77
10.3 Zvětrávání 79
11. Doplňující slovník termínů 80
12. Odkazy na další zdroje informace 87
Rejstřík 95
ÚVOD
O karbonátech bylo napsáno více vědeckých prací, příruček, učebnic a kompendií než
o ostatních sedimentech, ačkoliv je jich v zemské kůře ca. 10× méně než jiných sedimentů.
Odhaduje se, že ve svrchní části litosféry je přítomno ca. 1017
t karbonátových hornin (z toho
2 / 3 vápenců a 1 / 3 dolomitů). Každý rok přibývá několik desítek tisíc zveřejněných informací
majících vztah k tématu. To hovoří samo za sebe. Studium karbonátů je užitečné pro rezervoáry
nafty i vody, pro výrobu stavebních surovin, hutních a chemických přísad, pro stratigrafii,
paleoklimatologii a paleobiologii.
Většina dnešních podkladů pro výuku sedimentárních karbonátů má dva nedostaky:
„jednostranný pohled“ na celou problematiku a nedostatek kvantitativních modelů pro vznik
a další vývoj karbonátových těles. Zdůrazňovány jsou výbrusové mikrofacie, petrograficky
popisná kritéria, procesy diageneze, sekvenční analýza, anebo pouze stránka mineralogická, či
paleobiologická; můžete si vybrat. Převažují kvalitativní klasifikace a vztah mezi faktory je
sledován zpravidla jednoduchou cestou „jako singulární příčina a její důsledek“, výjmečně na
pozadí několika dalších ovlivňujících faktorů. Pomocí těchto „brýlí“ jsme poněkud omezeni. Je
tomu tak proto, že u karbonátů existují jak mimořádně těsné vztahy ke klimatu i endogenním
procesům v zemské kůře, tak i vzájemné ovlivňování mezi procesy biokrystalizace, sedimentace
a diageneze.
Zajisté, každý laik vidí, že vápence se na Zemi hromadí tam, kde je teplo, světlo, život,
malá nebo žádná sedimentace siliciklastických hornin, přítomnost vápníku. Nicméně teoretické
i aplikační práce nás nutí k podrobnějšímu pochopení souvislostí. Potřebujeme nalézt upotřebitelné
modely pro odhad změn vlastností karbonátů v tělesech pohřbených pod povrchem, nebo
pro rekonstrukční úlohy, jestliže byla karbonátová tělesa přemístěna horotvornými procesy. Bez
celkového pohledu na karbonátová sedimentární tělesa je obtížné pochopit děje koncentrace
a rozptylu karbonátů, vznik a další vývoj karbonátových sedimentárních těles v zemské
kůře. V tomto ohledu se současná struktura základního univerzitního výkladu problematiky
sedimentárních karbonátů všeobecně začíná měnit, v USA, Německu, Francii, Švýcarsku, i u nás.
Skripta si kladou za cíl přemostit starší a novější přístupy tak, aby podle známého Selleyova
citátu „byl pro chlupy vidět i celý pes“ a tak, aby struktura výkladu byla již soudobá a zároveň
poskytovala dostatek klasifikací umožňujících orientaci ve starších datech. Toto přemostění je
riskantním podnikem, a autor se nejspíše, i přes dvacetiletou praxi v oboru a cenné kritické
připomínky Dr. Z. Kukala, Doc. J. Kalvody a Doc. J. Zemana, nevyhne zcela subjektivnosti,
nepřesnosti nebo známkám nevyváženosti výkladu. V tomto, po velmi dobrých zkušenostech
s brněnskou univerzitou, spoléhám na inteligenci a interaktivnost studenta.
Skripta jsou koncipována tak, aby ukázala na rozhodující procesy podílející se na vzniku
a vývoji karbonátových těles (např. hromadění karbonátu v kontrastu s jeho odnosem). Jsou
napsána pro úvod do této disciplíny a nemohou přesáhnout rámec svého zaměření. Existuje
samozřejmě řada dalších subjektů, o kterých by bylo vhodné informovat, např. podrobnější
rozbor řady pouze stručně zavedených faktorů, kategorie sladkovodních vápenců, vátých
karbonátových písků, specifika biokrystalizace a diagenetických přeměn u různých organizmů,
osudy Mg-kalcitu během časné diageneze, a další a další). To však podle mého názoru patří již
do pokročilých a postgraduálních kurzů.
Autor děkuje spolupracovníkům z Geologického ústavu AV ČR v Praze, Českého geologického
ústavu v Praze a Brně, a zejména kolegům z Masarykovy univerzity v Brně za jejich pomoc při
přípravě těchto skript. V neposlední řadě patří jeho dík manželce a dcerám, které s pochopením
akceptovaly mnoho nocí ztrávených nad touto prací.
20. ledna 1996 Jindřich Hladil
5
Vznik a dochování karbonátových těles (komplexů) závisí na vzájemné konfiguraci mnoha
podmínek i na vlastnostech karbonátu.
6
1. FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI KARBONÁTU
1.1 Složení karbonátů sedimentárních těles
Náchylnost karbonátů ke změnám složení a struktury je závislá na jejich fyzikálně-chemických
vlastnostech.
Struktura karbonátů tvořících sedimentární tělesa je složena ze skupin CO3
2, a kationtů
kovů M2+
, na jejich struktuře se jen velmi vzácně podílejí kationty OH, nebo kationty M+
.
Naprosto dominujícím kationtem M2+
je Ca2+
, méně se vyskytuje Mg2+
, přítomnost ostatních
kationtů je vysloveně akcesorická (v karbonátové hornině jsou zpravidla vázány v oxidech
a jílových minerálech, nikoliv v karbonátu).
Z karbonátů uvedených v tab. 1a, b jsou skutečně horninotvornými jen kalcit, dolomit
a v menší míře aragonit.
Struktura karbonátu se při početných rekrystalizacích většinou čistí a nesourodé složky se
koncentrují do cizorodých minerálních uzavřenin v karbonátových krystalech, případně jsou
vystěhovávány do mezikrystalových prostorů.
Minerál Složení a[Å] C[Å]
kalcit Ca0
99Mg0
01CO3 4.9896 17.061
kalcit Ca1
0CO3 4.9886 17.056
magnezit Mg0
99Fe0
01CO3 4.6328 15.0129
magnezit Mg1
0CO3 4.637 15.023
dolomit Ca0
50Mg0
50CO3 4.867 16.032
dolomit Ca0
53Mg0
45Fe0
02CO3 4.802 15.885
siderit Fe0
95Mn0
05CO3 4.6916 15.3796
rodochrozit Mn0
93Fe0
06Mg0
01CO3 4.7682 15.6354
smithsonit Zn0
97Mg0
01Fe0
02CO3 4.6526 15.0257
otavit CdCO3 4.923 16.287
Cd-kalcit Ca0
67Cd0
33CO3 4.968 16.826
Mg-kalcit Ca0
9Mg0
1CO3 4.941 16.864
sferokobaltit CoCO3 4.6581 14.958
——— NiCO3 4.5975 14.723
Tab. 1a — Průměrné parametry mřížky karbonátu; podle obsahu různých kationtů.
7
1. FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI KARBONÁTU 8
1.2 Kalcitová (trigonální) mřížka
Pro karbonáty nejtypičtější je tzv. kalcitová krystalová mřížka (obr. 1a–d).
Jejím základním morfologickým prvkem je klenec (rhomboedr).
Kdyby preferované body této mřížky byly obsazeny jen slabě anizotropně se chovajícími
atomy nebo skupinami (jako je tomu například u NaCl), pak by klenec mohl být považován za
krychli postavenou na svůj vrchol.
Nicméně základní vlastností karbonátových skupin CO3
2,, je jejich značná anizotropie
a schopnost řadit se do šikmých ploch s jedinečnou orientací.
Existence těchto ploch se odráží ve všech dalších vlastnostech takto krystalovaných karbonátů.
Propojíme-li všechny topologické vrcholy odpovídající šestici koordinujících atomů v mřížce
(obr. 1a–c) přímkami, a vzniklé hrany obalíme pláštěm, vznikne osmistěn složený z trojúhelníkových
stěn.
Horní a spodní vrstva obsahuje trojúhelníky skupin CO3
2, vůči sobě otočené o 180°.
V jednoduchém modelu, řadíme-li takovéto vrstvy nad sebe, očekáváme, že se osmistěny budou
přesně diagonálně střídat a zapadat do sebe. Není tomu tak. Struktura je poněkud netěsná a výše
ležící trojúhelník ležící v bazální ploše, bývá o 5° pootočen.
Velikosti základních buněk v krystalové mřížce se mění podle prvků, které do mřížky vstupují
(obr. 1f–g; např. na obr. 1f je vidět nápadně menší rozměr základní buňky Mg-karbonátu,
magnezitu, při srovnání s Ca-karbonátem, kalcitem).
Parametry c — a krystalové mřížky však nejsou ve striktní relaci s iontovým poloměrem nebo
atomovým číslem kovu. Průměrné vzdálenosti M – O, tj. vzdálenosti mezi atomem kovu v mřížce
a nejsilněji napojeným atomem kyslíku v karbonátové skupině jsou již značně specifické (obr.
1g). Při lokálním vstupu zástupných kationtů do mřížky se mřížkové vzdálenosti diferencují jak
v těsném okolí zástupného kationu, tak i v širším okolí, a to jako důsledek vyrovnávání mřížky
při nalézání dalších sub-rovnovážných stavů.
I když lokální vmis ování cizorodých kationtů hraje svoji roli, naprosto nejčastějším způsobem
je vytváření strukturních vrtev, které se střídají. Jsou-li vyvinuty úplně, pak dochází ke střídání
dvou, nebo tří fází (obr. 1c, později 3a, d). Se vstupem kationtů s menším iontovým poloměrem
a jejich strukturních vrstev se rozestupy strukturních rovin celkově snižují, a naopak. Závislost
není striktně určena jednou funkcí. Při porovnání např. zjiš ujeme, že Fe2+
působí na zmenšení
dimezí značně intenzívněji než Mn2+
.
1.3 Aragonitová (rhombická) mřížka
Ačkoliv je trigonální mřížka naprosto objemově dominujícím uskupením karbonátů v podmínkách,
které panují na zemském povrchu, v mořích a v zemské kůře do tlaků ca. 0.8 GPa a teplot
600 °C, přičemž ojediněle je doložena i z eklogitových tlaků ca. 2 GPa a teplot ca. 800 °C,
vyskytují se i rhombické struktury karbonátů.
Podstata aragonitové (rhombické) mřížky spočívá v existenci rozkolísané (ne jednotné)
vrstvy karbonátových, ploše uspořádaných skupin. Atomy C jsou mírně vychýleny směrem ven,
na obě strany, nahoru i dolů, ven z roviny trojúhelníka karbonátové skupiny i původní myšlené
roviny. Vznikají tak těsné karbonátové dvojvrstvy složené ze dvou paralelních dílčích vrstev
s opačnou orientací karbonátových skupin. Teprve tyto dvojvrstvy jsou pak prokládány kationty.
K opakování úplně stejné strukturní roviny nastává až po dvou těchto CO3
2,-dvojvrstvách
(s proloženými vrstvami kationtů). Osmistěny, které známe z kalcitové struktury, mají vodorovně
ležící v rovině nahoře a dole opačně orientované trojúhelníky CO3
2,. Tyto trojúhelníky však mají
u rhombického karbonátu v řezu (100) těžiště posunuto bu od sebe (jsou-li natočeny k sobě
dvojicemi atomů O) nebo se opět přibližují (jsou-li k sobě otočeny pouze vrcholem s jedním
atomem O). Při projekci na plochu (001), kolmo ke svislé ose, sice určité pseudohexagonální
uspořádání přetrvává, silně jsou však posíleny rhombické vazby (obr. 1e).
9 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Ca
C
O
O
O
Obr. 1a Pohled na pozici atomu Ca koordinovanou šesti okolními karbonátovými skupinami. Zjevná je jiná orientace
karbonátových skupin v horní a dolní vrstvě.
Díky této rhombické vazbě má krystalová mřížka silný trend ke dvojčatění podle plochy
(110).
Rhombické uspořádání poskytuje složitější možnosti pro pravděpodobnost sdílení elektronových
oblaků, je těsnější a dobře vyhovuje zváště těžším kovům než je Ca, např. Sr a Ba, jejichž
přítomnost může krystalizaci aragonitu vyvolat, stejně tak jako mírně kyselé a teplé prostředí,
které ve svém důsledku poskytuje nadbytek elektronů během krystalizačního uspořádávání
a růstu. Proto aragonit bývá nejčastěji nalézán v nízce temperovaných hydrotermálních žilách,
hypersalinním avšak stále dobře větraném a mírně kyselém mořském prostředí, při prvotní
krystalizaci uvnitř nebo v těsném okolí některých organismů, nebo v sušších jeskyních. Zpravidla
platí, že objemově těsnější struktura rhombických karbonátů sice řeší mírnou rotaci a volnost
v uspořádání trigonální kalcitové mřížky, ovšem za cenu složitější a méně stabilní struktury.
Proto již za normálních mořských podmínek dochází zcela běžně k přeměně aragonitu na
kalcit. Rekrystalizace je spontánní, spojitá, jen s nevýraznými skoky v rychlosti. Při dobrém
nasycení fluidy kalcit často krystaluje v jemném labyrintu, který proniká aragonitem. Na odrůstajících,
ještě živých korálech bylo doloženo v normálním mořském prostředí překrystalování
na kalcit během desíti let. Rekrystalizace je spojena se slabým únikem obvyklé příměsi Sr zpět
do obklopujícího prostředí. Naproti tomu jsou známy i případy dochování aragonitových těles.
Větší tělesa složená z aragonitu (tj. 50 Mt ~ 1 Gt; pro představu je možno uvést ekvivalenty
krychlí o hranách ca. 270 ~ 720 m), jsou-li navíc utěsněna aragonitovým tmelem, mohou při slabé
pórovitosti a propustnosti pro cirkulaci fluid dlouho úspěšně vzdorovat destabilizaci aragonitové
struktury, nebo si zachovávají a dotvářejí ve fluidech svoje prostředí (po dobu často až desítek
milionů let; nejstarší dochované aragonity pocházejí až ze svrchního proterozoika).
Zatímco přeměna aragonit — kalcit je běžně pozorovaným jevem, opačná přeměna kalcitu
na aragonit je vzácným jevem. Dochází k ní vzácně při nízkém tlaku, za účinku horkých,
mineralizovaných fluid (například na periferii stratovulkánů).
1. FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI KARBONÁTU 10
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
C
O
O
O
Obr. 1b Pohled na pozici karbonátové skupiny koordinované šesti atomy; ca 90% — pravděpodobnostní elipsoidy
výskytu elektronů vykazují výraznou anizotropii u kyslíku.
Obr. 1c Krystalová struktura kalcitu (vlevo) a dolomitu (vpravo).
11 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
4.99A
o
Ca Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
Ca
Obr. 1d Pohled ve směru osy c, kolmo na vrstvu s karbonátovými skupinami CO3
2,. Kalcitová mřížka.
Obr. 1e Krystalová struktura aragonitu.
1. FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI KARBONÁTU 12
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
280 300 320 340 360 380260
Mg
Co
Ni
Zn
Fe
Mn
Cd
Ca
Obr. 1f Závislost iontového poloměru kovu (třetí mocnina) a objemu základní buňky krystalové mřížky.
1.4 Defekty krystalové mřížky
Kalcitová (trigonální) mřížka poskytuje několik možností vzájemného posunutí karbonátových
vrstev, což se odráží ve zkrácení nebo prodloužení mřížkového parametru c.
Kromě toho, pro karbonátové krystaly s kalcitovou mřížkou je typická přítomnost mnoha
defektů v krystalové mřížce, např.:
a) posuny mřížky (vč. kondenzace, zředění — dilatace ve vrstvě, tj. chybějící nebo přebývající
pozice),
b) inverzní (proti sobě orientované, otočení o 180°) a
c) antifázové hranice (dislokace porušující tvar základní buňky mřížky).
d) Významné je rovněž dvojčatění (podle zrcadlové roviny), časté jsou též
e) rotace celých domén krystalové mřížky.
Vyjmenované defekty mřížky se v krystalu obvykle periodicky opakují a jsou uspořádány do
charakteristických vzorů.
Poruchy ve struktuře (včetně lokálních vmístění těžších kationtů M2+
, nebo kationtů s menším
iontovým poloměrem) nacházejí svůj odraz též v habitu krystalů. Ten např. závisí na rychlosti
růstu krystalu a na přítomnosti Mg2+
, nebo na přítomnosti stopového množství jiných iontů. Folk
vysvětluje vznik fibrálních krystalů kalcitu vyšší rychlostí krystalizace, při vyšším obsahu Mg2+
v roztoku, uzamykáním strukturních vrstev kalcitu občasně vmístěnými kationty Mg2+
; čím se
zároveň upřednostňuje přikládání ve vertikálním směru (obr. 1h).
Také aragonitová mřížka obsahuje množství defektů, mezi nimiž jsou velmi časté
a) nadbytečný vložený iont nebo naopak chybějící iont — díra,
b) vsunutí nové vertikální řady,
13 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
3.30 3.35 3.403.25
Mg
Zn
Fe
Mn
Cd
Ca
2.10
2.15
2.20
2.25
2.30
2.35
2.40
Obr. 1g Závislost vzdálenosti kation — kyslík v mřížce na poměru mezi parametry mřížky c / a.
Obr. 1h Tvary karbonátových krystalů a jejich agregátů, v závislosti na rychlosti růstu a obsahu Mg v roztoku,
Folkovo schema.
1. FYZIKÁLNĚ-CHEMICKÉ VLASTNOSTI KARBONÁTU 14
c) šikmé diskordantní naložení nové vrstvy,
d) směrově rotované domény,
e) dislokace (nepravidelné, nebo vedoucí i ke spirálnímu růstu).
Poruchy (defekty) u obou popsaných typů mřížky souvisejí též se subkrystalickými
a minerálními inkluzemi, v menší míře s inkluzemi plynokapalnými. Defekty mají často růstové
stíny anebo se řadí lineárně, či šmouhovitě.
Při pomalém překrystalování (rozpouštění — krystalizace, i výměna iontů v pevném stavu —
difúze) jsou místa defektů a uzavřenin v původních krystalech děděna jako pravděpodobé pozice
dalších poruch v nové krystalové mřížce, což má praktický význam pro rozpoznání předešlých
stádií krystalizace.
Přítomnost děr (vynechaných pozic) v mřížce usnadňuje difúzi v pevném stavu, přítomnost
početných defektů mřížky (vč. subrystalických nehomogenit) většinou usnadňuje rozpouštění
karbonátu.
Minerál Složení Minerál Složení
kalcitový strukturní typ mřížky aragonitový strukturní typ mřížky
kalcit (*) CaCO3 aragonit (*) CaCO3
magnezit MgCO3 witherit BaCO3
siderit MgCO3 stroncianit SrCO3
rodochrozit MnCO3 cerusit PbCO3
smithsonit ZnCO3
otavit CdCO3
sferokobaltit CoCO3
dolomitový strukturní typ mřížky jiný strukturní typ mřížky
dolomit (*) CaMg(CO3)2 malachit Cu2(OH)2CO3
ankerit CaFe(CO3)2 azurit Cu3(OH)2(CO3)2
kutnohorit CaMn(CO3)2
Tab. 1b — Přehled karbonátových minerálů;
(*) převládající minerály karbonátových sedimentárních těles
2. PROCESY KRYSTALIZACE A ROZPOUŠTĚNÍ KARBONÁTU
2.1 Kinematika procesu krystalizace — rozpouštění
Karbonáty jsou obecně velmi reaktivními minerály, se značně proměnlivými detaily struktur
a složení. Snadno se rozpouštějí a opět krystalují. Z hlediska kinetiky reakcí, lze říci, že
karbonáty velmi rychle reagují svojí krystalovou mřížkou a jejími detaily (vzory poruch) na
změny v horninovém fluidu a tlakových a teplotních (p–T) podmínkách. Nereagují už však tak
intenzívně svým samotným chemickým složením, a to zejména pro velkou výhodnost (snadnost)
konstrukce kalcitové mřížky (kalcit a dolomit). Rovnováha systémů z hlediska chemického
složení je dosahována pomocí nekarbonátových minerálů, které jsou v karbonátových horninách
v podřízeném množství vždy přítomny. Zejména jílové minerály absorbují většinu kationtů M+
,
M3+
a M4+
, které se přímo do struktury karbonátu dostávají jen velmi zřídka.
Pro časná stádia karbonátových těles jsou charakteristické změny v otevřeném systému (např.
únik Mg z karbonátového tělesa, Mg-kalcit krinoidů; nebo pokles izotopových hodnot 18
O vlivem
diageneze ve vadózní zóně). Postupně, se snižujícící se porozitou a s pokračující homogenizací
složení horniny, začínají nabývat převahu uzavřené systémy, které přetrvávají během diageneze
až do poruch stability při metamorfních procesech, viz dále, v kapitole o diagenezi. Reakční
rychlosti se směrem k uzavřeným systémům zpomalují.
Principem procesu krystalizace / rozpouštění je koexistence pevné fáze a vodného roztoku
karbonátu, případně dalších složek, tj. příměsí ve vodném roztoku, karbonátů různé struktury
nebo složení, nebo nekarbonátových minerálů v krystalickém agregátu horniny.
Základním pojmem kinetiky v chemii je rovnováha. Je dosažena, jestliže rychlost rozpouštění
a rychlost krystalizace (srážení), rd a rp jsou stejné:
CaCO3 rp rd !Ca2+
+ CO3
2,.
U karbonátů je problém v tom, že současně funguje zpravidla více složek ve vodném roztoku,
které dodávají / odebírají kationty a anionty do elektrické dvojvrstvy. Například u velmi slabě
nasycených vodních roztoků mohou existovat tyto komponenty:
CaCO3 !Ca2+
+ CO3
2,,
H+
+ CaCO3 !Ca2+
+ HCO3
,,
2H+
+ CaCO3 !Ca2+
+ H2CO3,
H2CO3 + CaCO3 !Ca2+
+ 2HCO3
,,
CO2 + H2O + CaCO3 !Ca2+
+ 2HCO3
,.
Problém složek je řešen Plummerovými rovnicemi, odvíjenými od základní rovnice pro
uzavřený systém:
R = k1 .a[H+
] + k2 .a[H2CO3*] + k3 .a[H2O] −k4 .a[Ca2+
] .a[HCO3
,],
kde k1 až k3 jsou koeficienty měnící se v závislosti na teplotě, kdežto k4 je koeficient, který je
funkcí jak teploty, tak parciálního tlaku CO2 ve vodě,
H2CO3* = CO2 (aq.) + H2CO3,
skupina s k4 reprezentuje zpětný proces, krystalizaci (srážení).
Je-li zde tedy vícero různě se chovajících složek, pak musí platit navíc rovnováha aktivity
iontů.
15
2. PROCESY KRYSTALIZACE A ROZPOUŠTĚNÍ KARBONÁTU 16
Stav nasycení roztoku , je určen v jednoduchém případě:
= ai
Ca2+
.ai
CO3
2, / as
Ca2+
. as
CO3
2,,
kde ai
jsou aktivity iontů v roztoku, a as
jsou aktivity iontů v nasyceném roztoku.
Je-li > 1, je roztok přesycený, je-li < 1, je roztok nenasycený a může docházet
k rozpouštění karbonátové mřížky.
V případech složitějších je třeba porovnat úhrnné aktivity iontů na obou stranách rovnice.
Změny v kinetice reakcí na hranici pevná fáze-roztok, a tudíž i v úhrnné aktivitě iontů, jsou
schematizovány na obr. 2b.
Již menší porušení rovnovážného stavu může být příčinou rozpouštění anebo krystalizace
karbonátu. Míra nerovnováhy zásadně ovlivňuje jak rozpouštění, tak krystalizaci (čím vyšší je
nerovnováha, tím intenzivnější je proces — nejsou-li přítomny přítomny inhibitory znemožňující
funkci elektrické dvojvrstvy, např. kerogenová membrána). Tato veličina je vyjádřena pro
rozpouštění:
R = kd (1– ),
kde R = míra nerovnováhy, kd = koeficient rychlosti rozpouštění, = stav nasycení roztoku.
Pro krystalizaci (srážení) je vyjádřena obdobně:
R = kp (1– ),
s tím, že místo kd zde figuruje kp , koeficient rychlosti krystalizace (srážení).
Rozpustnost karbonátu tedy závisí na aktivitě iontů (jak těch v roztoku, tak těch konfigurovaných
v pevné fázi karbonátu).
Aktivita iontů závisí na:
a) celkovém složení a nasycenosti roztoku, složení rozpouštěného krystalu,
b) rozpuštěných plynech,
c) přítomnosti bublin plynů a par,
d) pH roztoku,
e) celkové přítomnosti nadbytečných elektronů schopných přeskoku nebo sdílení,
f) p–T podmínkách,
g) přítomnosti modifikovaných nebo cizorodých radikálů v roztoku, účinných v komplexech na
fázové hranici,
e) existenci takovýchto potenciálních radikálů uzavřených v mikroskopických defektech karbonátové
mřížky.
Velmi důležité faktory, které ovlivňují rozpouštění a krystalizaci jsou gradient a četnost změn
všech těchto parametrů.
Každý otevřený systém pevná fáze – roztok u karbonátů je nelépe citlivý na určité nastavení
četnosti změn a jejich gradientů.
Pak se může zvýšit celková rychlost, s níž se karbonát rozpouští nebo krystaluje. Takto
vznikají např. masivní dolomitizace v zóně pulzujících smíšených vod v podpovrchovém okolí
ostrovů, viz dále kapitola o diagenezi.
2.2 Hranice pevná fáze — roztok
Průběh rozpouštění je zkoncentrován do tenké reakční vrstvy, která se nazývá elektrická
dvojvrstva. V ní se odehrává samotné rozpouštění. Únik volných iontů nad ní, směrem do roztoku,
se řídí koncentračním spádem. Trvající nasycenost vrstvy roztoku nad elektrickou dvojvrstvou
tlumí a zastavuje rozpouštění.
Průběh rychlosti rozpouštění se zjednodušeně modeluje vztahem:
R = Di .A .(Cs – Ci) / r,
17 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
1 2 3 4 5
8
6
4
2
0
o
Obr. 2a Rychlost rozpouštění kalcitu v kyselých vodných roztocích, normální teplota a tlak.
kde R je rychlost rozpouštění [gmol .m,2
.s,1
], Di = koeficient difúze, A = celkový aktivní
povrch, Cs = rovnovážná koncentrace nasyceného roztoku, Ci = koncentrace v okolním roztoku,
(Cs — Ci) = koncentrační spád, r = poloměr rozpouštěné pevné částice.
Tento model dobře přibližuje skutečnosti u karbonátových částic < 10 m.
Nad 10 m se však vazba k průměru částice vytrácí. S rostoucí velikostí objektu nabývá na
významu porovnání s tzv. nehybnou vrstvou roztoku (= vrstva s vysokou koncentrací iontů),
která existuje těsně nad rozhraním pevná fáze – roztok.
U větších částic, např. mm řádu, je vhodné užít pro výpočet rychlosti rozpouštění poměr
k tlouš ce nehybné vrstvy (L):
R = Di .A .(Cs — Ci) / L.
Nicméně, i rozvinuté matematické modely se pouze přibližují experimentálně ověřované
skutečnosti (srov. jednoduchou situaci na obr. 2a). Je to dáno vzájemně se ovlivňujícími vazbami
na proměnlivost složení přírodních karbonátů, horninových fluid a podmínek samotné reakce.
Při rozpouštění a krystalizaci bývá přeceňován účinek celkové výměny (cirkulace) horninových
fluid, procházejících skrze karbonátové těleso.
Ten sice limituje samotný odnos nebo přínos materiálu, ale pouze velmi slabě ovlivňuje
samotnou reakci na rozmezí pevná fáze – roztok.
Klasickými pokusy s rotujícím diskem bylo prokázáno, že rychlost rozpouštění stoupá mírně
jen na počátku zrychlování jeho rotace, kdy mechanický pohyb ještě účinně ovlivňuje koncentrační
spád. Potom se růst rychlosti rozpouštění brzdí a nakonec působí i kontraproduktivně.
Proč tomu tak je, vysvětlují studie o samotné fázové hranici. Rozpouštění probíhá tak, že
se nad fázovou hranicí vytvářejí tzv. povrchové komplexy složené z iontů roztoku a navázané
na ionty na krystalovém povrchu. Tyto komplexy jsou metastabilní a mají rozhodující podíl
na trhání (nebo konstrukci) krystalové mřížky. Voda sama má mimořádně polarizované
a směrované molekuly. Při zvýšeném pH (kyselosti) působí efektivně H+
ionty narušením stability
elektronových sdílení v krystalu (obr. 2b).
2. PROCESY KRYSTALIZACE A ROZPOUŠTĚNÍ KARBONÁTU 18
Obr. 2b Orientační schema hlavních procesů při rozpouštění karbonátu.
Rozpouštění pomáhá přítomnost cizorodých silně polarizovaných radikálů (např. jednoduché
organické radikály s jádry s cyklickými nenasycenými vazbami mezi atomy C). Mnoho z nich
funguje dobře v povrchových komplexech při bourání nebo sestavování mřížky (např. biokoroze
a biomineralizace). Sestavení a fungování komplexu je za daných podmínek i funkcí času. Tato
vrstva tvoří základ kinematiky procesu (tvoření komplexu, jeho uvolnění a nahrazení dalšími
aktivními ionty).
Z toho vyplývá, že příliš slabá výměna roztoku má tlumící účinek (= nasycení a vznik nové
rovnováhy),
a stejně tak příliš silná výměna, protože porušuje normální chod procesů na fázové hranici
a v tzv. nehybné vrstvě nad ní (koncentrační spád, formování komplexů).
2.3 Vnější a vnitřní komplexy
Komplexy radikálů fungující dočasně při vkládání nebo odnímání a rozpouštění částí mřížky,
jsou označovány jako chemické komplexy; jsou označovány jako vnější a vnitřní podle toho, zda
jejich hlavní funkční komponenty pocházejí z roztoku nebo byly již zabudovány do pevné fáze.
Vnější komplex představuje seskupení radikálů z roztoku (nebo biologické membrány,
jedná-li se o biokorozi / biokrystalizaci) a jejich připojení na pevnou fázi (v elektrické dvojvrstvě
na hranici pevná fáze-roztok).
Vnitřní komplex se tvoří v pevné fázi, při vniknutí cizorodého kationtu, přeskupením
krystalového okolí.
Může působit rozkladně už sám, nebo po spojení s komplexem vnějším.
Rozpouštění probíhá jednak na volné hranici pevná fáze – roztok, ale také ve velmi tenkých
fluidních filmech (švech).
Jsou to filmy nanometrové až molekulární tlouš ky, které mohou mít jak funkci odnosu
19 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
(rozpouštění), tak i přínosu (krystalizace), nebo obojího, jako pohybující se fronta minerální
změny.
Rozpustnost karbonátů je závislá, samozřejmě, také na příměsích anorganických látek
a prvků ve vodném roztoku i v pevné fázi rozpouštěného karbonátu. Ty mohou, i v menší
koncentraci ovlivňovat strukturu komplexů v elektrické dvojvrstvě, na hranici mezi pevnou fází
a roztokem.
Např. nízké obsahy rozpuštěného fosfátu urychlují krystalizaci karbonátu, což je nejlépe
doloženo pro aragonit.
Nebo např. příměs Mg v mřížce kalcitu poskytuje dvě minima rozpustnosti kalcitu (obr.
2c), ačkoliv aktivita mřížkových komplexů okolo iontů Mg přesně inverzně roste, což může vést
(v reálných podmínkách karbonátových těles za několik set až tisíc let) k difuznímu ochuzení
karbonátu o Mg a opětovnému oživení rozpouštění.
2.4 Morfologické jevy při rozpouštění a krystalizaci
Při rozpouštění a krystalizaci karbonátových krystalů a jejich agregátů zjiš ujeme pozoruhodné
morfologické jevy.
Při nízkých tlacích a teplotách, při pomalém rozpouštění, převládá miskovité rozpouštění
ploch, zatímco hrany ostře vyčnívají (známé jsou např. dlažební kostky rozpouštěné v slabé
kyselině, nebo pobřežní vápencové klify a korodované trakty vápencových jeskyní).
Při vysokých tlacích a teplotách, při rychlém rozpouštění v agresivním roztoku, se objevuje
zaoblení hran a vypouklé tvarování ploch (koroze karbonátových krystalů a porfyroblastů
ve vysokotlakých a vysokoteplotních metamorfitech; zbytky odolných karbonátů po vytažení
z agresivní kyseliny).
Podobně je tomu v případě krystalizace:
Při nízkých tlacích a teplotách a slabých koncentracích roztoků mohou vznikat kostrovité
krystaly, s miskovitě vpadlými stěnami; při vyšších tlakových a teplotních podmínkách mohou
krystalovat klence s vypuklými stěnami (např. barokní dolomit).
Jedno z možných vysvětlení břitových a kostrových jevů počítá s prvotním účinkem tzv. iontů
inhibitorů (predispozice prvotních hrotů nebo břitů při rozpouštění), nebo tzv. iontů akretorů
(při krystalizaci), která je dále posilována oscilačním nebo proudovým vzorem na rozpouštěném
povrchu.
U skalopů na stěnách jeskynních řečiš (= sí ovitě rozmístěných miskovitých prohlubní
s břity) se počítá i s kombinací korozních a erozních účinků. Obojí mohou vytvářet oscilace
a v důsledku toho též domény se zesíleným destrukčním účinkem na povrch karbonátu.
2.5 Účinky nadkritických horninových fluid
Absolutní remobilizace (drastické rozpuštění a potom krystalizace) je během pohřbení karbonátu
spojena s tzv. expanzním skokem vody. V takovýchto podmínkách se jedná se o nadkritická fluida,
a tyto podmínky se mohou objevit např. při tlacích ca. 30 MPa (okolo 1 km) a při teplotě ca.
400 °C. Dochází zde ke skokovému vzestupu poměru expanze / komprese.
Nadkritická fluida mohou účinně trhat karbonátovou mřížku. S rostoucím tlakem na 0.3 GPa
(okolo 10 km) se tyto remobilizační jevy posouvají také do vyšších teplot (550 °C).
Rekrystalizace probíhající při dostatku fluida, vysoké teplotě a tlaku likviduje všechny reliktní
struktury karbonátu. Likviduje je zejména tehdy, má-li proces dostatečný spád (gradient).
Např. karbonátová tělesa kontaktně metamorfovaná v blízkosti velkých těles granitoidů.
Nebo např. karbonátová tělesa, která se vyskytují v amfibolitové facii v kolizních orogénech.
2. PROCESY KRYSTALIZACE A ROZPOUŠTĚNÍ KARBONÁTU 20
Obr. 2c Rozpustnost Mg – kalcitu.
2.6 Difúze
Velmi podstatná pro karbonáty je difúze v pevném stavu.
BSF model (Burton — Cabrera — Frank) vysvětluje, proč krystaly karbonátu projevují
látkovou výměnu v pevném stavu.
Blokový model BSF vychází ze tří skutečností:
a) energetické modelování povrchu mřížky doložilo jak vystupující bloky, tak i bloky vypadlé
(jámy),
b) do jam (děr ve struktuře mřížky) bývají zasazovány bu identické komplexy zvenčí nebo
vhodné cizorodé komplexy,
c) bloková struktura karbonátu se při nestabilních stavech přeskupuje jako Rubikova kostka
(včetně putujících děr).
BSF model vysvětluje difúzní pohyb do děr začleněných komplexů uvnitř struktury
karbonátu.
Reálnost difúze je doložena výměnou izotopového složení stabilních izotopů v karbonátech
(např. C a O), zatímco lokace nepohyblivých subkrystalických uzavřenin zůstává stejná. Reálnost
difúze je doložena též pozorovanou selektivní výměnou iontů a dokonce i atomů prvků
v karbonátu.
Difúze se často šíří v oscilačních vlnách a vytváří koncentrické zóny (= tzv. Liesegangovy
kruhy). Liesegangovy kruhy tvořící ve vápencích zonální páskované struktury makroskopického
měřítka jsou však často produktem difúze látek po intergranulárách (fluidních filmech) nikoliv
produktem difúze v pevné fázi.
V karbonátových horninách převládají difúze snižující rozdíly ve složení dílčích domén,
existují však i difuzní procesy sběrné a výměnné.
3. ZMĚNY SLOŽENÍ KARBONÁTU
3.1 Dolomitizace a dedolomitizace
Jednou z nejčastějších změn je přeměna kalcitu na dolomit a zpět.
Krystalizace dolomitu přímo z roztoku za nízkého tlaku a teplot probíhá špatně nebo
neprobíhá vůbec, a je proto vzácným jevem. Dochází-li k ní, pak je struktura dolomitu
neuspořádaná, přeplněná krystalovými defekty. Hlavním důvodem je obvyklá hydratace iontů
Mg2+
, které proto nevstupují do karbonátové mřížky. Tuto situaci lze obejít dvěma způsoby:
a) bu zvýšením teploty, případně i tlaku, nebo
b) biokrystalizací, kdy se na procesech v elektrické dvojvrstvě podílejí řízeně organické radikály.
Dolomit tedy vzniká převážně druhotně, na úkor různých strukturních forem CaCO3.
Výjimkou je jeho bakteriální krystalizace, výskyt v tkáních ostnokožců (biokrystalizace), nebo
krystalizace v hydrotermálních žilách (vyšší teplota).
Dolomit snadněji vzniká z Mg-kalcitu (pro vyšší obsah Mg2+
) a z aragonitu (přes přechodná,
neuspořádaná strukturní stádia), než z čistého kalcitu s dobře uspořádanou strukturou.
2CaCO3 + Mg2+
 !CaMg(CO3)2 + Ca2+
.
Vzhledem k tomu, že jak struktura kalcitu, tak i struktura dolomitu jsou oproti jiným typům
mřížky karbonátu stabilní, a vzhledem k tomu, že ve struktuře dolomitu se střídají pravidelně
celé vrstvy CaCO3 a MgCO3, je pro změnu kalcitu na dolomit a zpět zapotřebí rozpuštění původní
struktury.
Výměna iontů v pevném stavu se na této změně podílí jen zanedbatelnou měrou.
Většina procesů dolomitizace a dedolomitizace neprobíhá na volném rozhraní pevná
fáze-roztok, ale ve fluidních filmech na švech a mezikrystalových spárách. To, že dolomitizující
roztoky jsou často chudé CO2, indikuje vyšší výměnu kationtů, zatímco skupiny CO3 mohou
zůstávat na místě.
Při experimentech, zahřívané a stlačované pevné roztoky vápenatého a hořečnatého karbonátu
vykazují určité možnosti chaotického vkládání pozic iontů hořčíku do kalcitové mřížky, čímž lze
dosáhnout pozvolnější přechody ve složení karbonátu, z hlediska obsahů Ca2+
a Mg2+
. Většinou
však, i u experimentálně napodobených přeměn, převládá vytváření strukturních vrstev zvláš
pro kalcit a magnezit.
Střídání strukturních vrstev v poměru CaCO3 a MgCO3, 1 : 1, pak tvoří typickou dolomitovou
strukturu (obr. 1c), srov. fázový diagram pro vznik dolomitu (obr. 3a).
Je tomu tak proto, že chaotické vmis ování iontů jiného iontového poloměru je pro sestavení
mřížky energeticky náročnější.
Mřížka obsahující příliš mnoho defektů je labilní, mající tendenci se přeskupit tak, aby ionty
hořčíku byly seskupeny alespoň do zárodečných, separátních vrstev MgCO3.
Celkově afinita k vmístění Mg iontů a strukturních vrstev stoupá téměř lineárně s teplotou,
od ca. 600 °C roste už nelineárně.
Poměr počtu Ca2+
a Mg2+
iontů v dolomitu neodpovídá však vždy zcela přesně poměru 1 : 1
(srov. tab. 1a, obr. 3a).
Časté je mírné ochuzení o Mg2+
, většina dolomitů obsahuje stechiometricky 0.48 ~ 0.50
Mg2+
.
21
3. ZMĚNY SLOŽENÍ KARBONÁTU 22
Obr. 3a Fázový diagram systému CaCO3 — MgCO3. C je kalcitová fáze, D dolomitová a M magnezitem bohatá fáze.
Toto ochuzení nemá zcela kontinuitní průběh; indikováno je několik nevýrazných
sub-rovnovážných poloh, které mají svůj odraz v poněkud fluktuujících hodnotách mřížkových
parametrů a ~ c, při snižování obsahu Mg2+
.
Je zajímavé, že čisté, laboratorně produkované krystaly dolomitu, vykazují slabě zvýšené
průměrné vzdálenosti mezi vrstvami ve srovnání s karbonáty přírodními.
Tento rozdíl je vysvětlován kompakčními defekty a přítomností Fe2+
v přírodním materiálu.
Protože samotná kalcitová struktura (pouze s Ca2+
) je velmi stabilní konfigurací, dolomitizace
vyžaduje specifické podmínky:
a) Ve většině případů je nutný nadbytek Mg2+
v roztoku.
b) Vznik dolomitu usnadňuje zvýšení tlaku a teploty, což ale není podmínkou nezbytnou.
c) Další podmínkou je celková vyšší koncentrace roztoků v horninovém fluidu.
d) Často bývá dolomitizace doprovázena redukčními podmínkami (tj. ve vodním prostředí se
silným odparem; v mineralizovaných vodách v blízkosti migrujících bitumenů).
e) Časté střídání redukčně — oxidačního potenciálu u prostupujících horninových fluid
podporuje přeměnu na dolomit.
Zpětná přeměna na kalcit se objevuje v případech snížení tlaku a teploty, za přítomnosti
chudě mineralizovaných fluid a za přítomnosti vadózní cirkulace (původně deš ové vody).
Pro přeměnu kalcit — dolomit a zpět platí, že nenastává zcela automaticky při zvýšení nebo
snížení hodnot některého z vyjmenovaných základních parametrů (na to jsou mřížky obou
minerálů příliš stabilní konfigurací). Málo stabilní je špatně uspořádaný protodolomit, stabilitu
stechiometricky uspořádaného dolomitu snižuje přibývající obsah Fe2+
(0,5–4%) a narůstající
podíl Ca2+
vzhledem k Mg2+
.
K přeměně dochází spíše ve specifických případech, kdy je reakce podpořena vhodným
složením fluid a optimálním gradientem reakce.
23 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
MnCO3
3FeCO3MgCO
Obr. 3b Složení karbonátů řady magnezit — siderit — rodochrozit, preferované pozice jsou podél hran Mg — Fe a
Fe — Mn; hvězdičky — dobře doložené stavy.
CaMn(CO )3 2
CaMg(CO )3 2
CaMn(CO )3 2CaFe(CO )
Obr. 3c Složení směsných karbonátů s CaMg, CaMn a CaFe; preferované pozice jsou při obohacování dolomitu Fe.
3. ZMĚNY SLOŽENÍ KARBONÁTU 24
CaCO3
MgCO3
3
MgCO3 FeCO3FeCO3
Obr. 3d Složení karbonátů v biotitové a staurolitové metamorfní zóně; OKNO — tři fáze.
3.2 Střídání fází a lamel v řadách Mg-Fe-Mn a CaMg-CaFe-CaMn
Složení karbonátů Mg — Fe — Mn odráží obtížnou přímou záměnu Mg za Mn, a obtížnost
vytvoření dvou- až třífázových střídání strukturních vrstev mřížky v blízkosti této hrany
trojúhelníkového diagramu (obr. 3b).
Daleko snadnější je záměna Mg za Fe, stejně tak jako Fe za Mn, což indikují přechody
viditelné na kumulovaných datech o složení karbonátů zemské kůry (obr. 3b).
Difúzně rozložená data v indikovaných polích (obr. 3b) ukazují, že mnoho přírodních
karbonátů obsahuje poruchy mřížky umožňující odchylky od nejjednodušších střídání fází ve
strukturních vrstvách mřížky.
Zatímco strukturní střídání fází magnezitu, sideritu a rodochrozitu poskytuje šanci pro
přechod mezi Fe- a Mn-karbonátem, při míšení struktur karbonátů dolomitového typu (CaMg,
CaFe a CaMn) je tento přechod omezen (obr. 3c).
Jak dolomit, tak i kalcit mohou být značně nabohaceny Fe, obvyklé jsou obsahy do několika
prvních procent.
Za dostatku Fe, proces nabohacování železem pokračuje až do intervalu mezi 15-25 mol.%,
kde bývá zbržděn, nebo kanalizován směrem k jiným dostupným substitucím iontů (srov. obr.
3c).
Další typ struktur představuje střídání dvojčatných lamel dolomitové a kalcitové struktury.
Toto střídání je typické pro metamorfní karbonáty. Hojné je při teplotách vzniku mezi 400
a 600 °C a při tlacích 0.2 až 0.8 GPa.
Typ střídání strukturních vrstev v mřížce (fází) i dvojčatných lamel přednostně závisí na
teplotě vzniku (srov. např. obr. 3d, biotitová a staurolitová zóna), v menší míře i na tlaku.
Struktury v karbonátových krystalech metamorfního původu mohou, s určitou nepřesností
metody, zpětně indikovat teploty, potažmo i tlaky, potřebné pro vznik dané smíšené struktury.
25 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
0 200 400 600 800 1000 1200
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Obr. 3e Obyklá rozhraní pro p–T podmínky aragonitu, neuspořádaného kalcitu a modifikaci kalcitu.
3.3 Rozhraní podmínek aragonit-kalcit
Z hlediska historie obohacení nebo ochuzení karbonátu Sr a Ba je významná existence tzv.
aragonitového kanálu v p–T diagramu (obr. 3e).
Zatímco pro čistý uhličitan vápenatý je rozhraní aragonit — kalcit kalibrováno ca. mezi 0.8
GPa / 350 °C a 1.4 GPa / 650 °C, s rostoucím obsahem Sr toto rozhraní klesá do nižších tlaků
(při 20 mol. % uhličitanu strontnatého je ca mezi 0.5 GPa / 350 °C a 1.1 GPa / 650 °C).
Ačkoliv tzv. aragonitový kanál většinou leží nad linií běžných p–T podmínek panujících nebo
dosažitelných v zemské kůře, může být vyjímečně dosažen:
a) při tektonickém stresu v oblasti přechodu kůra — pláš .
b) Další výjimky tvoří jednak tzv. neuspořádaný kalcit vybíhající od bodu 1.0 GPa / 500 °C,
jednak
c) mírně temperované vody za velmi nízkých tlaků (obr. 3e).
Tato tři vzájemně odlišná pole podmínek jsou významná pro možnost obohacení karbonátu
Sr, Ba a stopovými prvky.
Všechny ostatní rekrystalizace probíhající pod rozhraním aragonit — kalcit však působí vždy
opačně (tj. vyvolávají opakované ochuzení karbonátu o Sr).
Většina vápenců a dolomitů nemívá vyšší obsahy Sr než 1100 ppm, běžné obsahy jsou mezi
300 a 80 ppm, někdy i menší.
3.4 Selektívní změny ve složení strukturních vrstev mřížky
Kromě výměny atomů kovů probíhá v mřížce karbonátů také intenzívní výměna O a celých
karbonátových skupin. Výměna v kationtových a aniontových vrstvách neprobíhá obvykle
stejným tempem. Zpravidla jsou rychleji vyměňovány O a C.
3. ZMĚNY SLOŽENÍ KARBONÁTU 26
Při porovnání izotopových poměrů 18
O a 13
C (jejichž změna vůči standardnímu složení
indikuje míru výměny O a C během diageneze) s výsledky CL-luminiscence a mikrosondy
o rozmístění obsahů Mg, Fe a zejména Mn (tj. M2+
) v krystalech karbonátu byly doloženy
tyto extrémní případy:
a) již původně rozdílné obsahy kationtů M2+
si zachovávají svoje umístění v krystalu (např.
uvnitř článku krinoida), což ovšem neplatí pro většinou vyměněné skupiny CO3
2,;
b) izotopové složení O a C je blízké původnímu (standardnímu), zatímco původně rozdílné
obsahy kationtů M2+
jsou sjednoceny a oproti původně očekávanému složení jsou změněny.
To jinými slovy znamená, že výměna skupin, iontů a atomů může nabývat selektivní charakter
i v měřítku strukturní vrstvy mřížky.
4. KONCENTRACE KARBONÁTU
Proces zvyšování koncentrace karbonátů vzhledem k celkovému geochemickému pozadí, až po
jejich naprostou dominanci, lze sledovat v různém měřítku. Pro vznik karbonátových těles
(komplexů) je však potřebný výklad, který je zaměřen zejména na největší rozměry procesů
koncentrace karbonátu.
Koncentrace karbonátu v dobře viditelných a definovaných sedimentárních karbonátových
tělesech vyniká zejména při srovnání s poměrně nízkými obsahy vápníku v mořské vodě nebo
v zemské kůře. Střední hodnota obsahu Ca v mořské vodě je 415 ppm (= o něco málo více
než K; více než 3× méně než Mg nebo Na). Clark Ca je 3,25, Mg 2,35, tj. váhový podíl prvku
pro zemskou kůru vcelku, 100%. Průměrné obsahy uhlíku v zemské kůře se liší podle autorů,
pravděpodobně se pohybují mezi 200–320 ppm.
4.1 Organizmy a koncentrace karbonátu
Základním faktorem majícím vliv na koncentraci karbonátů je přítomnost organizmů, schopných
tím, či oním způsobem Ca z mořské vody získat a ukládat jej v karbonátu.
a) Ve velkém měřítku dochází ke srážení karbonátu v těsné blízkosti organizmů, vlivem změn ve
složení obklopujícího vodného roztoku. Velké koncentrace karbonátu vznikají např. v okolí
mořských řasových rohoží, složených z vláken sinic.
b) Kromě toho je u sinic experimentálně prokázána též přímá biomineralizace vně buněk,
ukládající sádrovec, kalcit, dolomit a magnezit.
c) Významná je rovněž přímá biokrystalizace do skeletálních tkání mnohobuněčných organizmů.
V posledních dvou případech se na krystalizaci podílejí přímo povrchové chemické komplexy
obsahující organické báze.
Fotosyntéza probíhající v sinicích podmiňuje denní změny v absorbci a uvolňování CO2 .Při
změnách chemismu vody v těsném okolí sinic nastanou obvykle 2× i vícekrát denně konfigurace
vhodné pro srážení karbonátu. Řasové rohože jsou tak prokládány bu drobnými klenci kalcitu
nebo krátkými jehličkami aragonitu.
Kromě této činnosti sinic a bakterií se karbonát hromadí ve formě odumřelých stélek
vápnitých řas, schránek foraminifer, dále např. skeletů vápnitých hub (např. demospongií,
vč. stromatopór), korálů, měkkýšů a ostnokožců.
Vápnité kostry organizmů se staly během posledních 500 milionů let vývoje života stále
častějšími, a to zvláště tam, kde organizmy vykazují silnější metabolickou bilanci (= zejména ve
fotické zóně teplých vod, kde se tvoří bohaté strukturované ekosystémy).
Genetické důvody pro tuto koncentraci jsou pravděpodobně dva:
a) energeticky a fyziologicky dobrá akceptovatelnost karbonátů vápníku jako kosterního
doplňku,
b) stahování kationtů vápníku z okolí fyziologických membrán, kde jejich nadbytek brání
životním funkcím.
Ukládání Ca-karbonátů do organizmů a jejich periferie nezpůsobuje významné ochuzení
cirkulující mořské vody o Ca2+
, nýbrž reguluje jeho nadbytek. Ten totiž velmi brzy vznikne
zpětným rozpouštěním z mrtvých skeletů a vymýváním zvětralin. Úvahy fyziologů o „nadbytku
Ca2+
, jako metabolickém jedu“, mají proto určité opodstatnění i z hlediska vývoje koncentrace
karbonátu.
27
4. KONCENTRACE KARBONÁTU 28
30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
A [kg.m .a ]-2 -1
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
S [ppm]
T [ C]o
S [ppm]
dnešní maximum karbonátové akrece
T [ C]
o
Obr. 4a Závislost intenzity výsledného hromadění karbonátu (A) na teplotě vody (T) a množství suspenze v ní (S).
4.2 Produkce a akrece karbonátu
Produkce karbonátu (a nepřímo i dochování) karbonátových těles je charakterizována ostrými
limitními gradienty:
a) ve vztahu k teplotě,
b) světlu,
c) prokysličení vody a
d) přínosu siliciklastického sedimentárního materiálu.
Příklad vztahu k průměrným srpnovým teplotám moří a obsahu suspenze (anorganické
i organické) ukazuje prudké snížení produkce karbonátu při teplotách pod 21 °C a obsahu
suspenze ca 0,55 ppm (obr. 4a). Obsahy suspenze nad kritickou hodnotu jsou letální bu
z důvodu sedimentace (jíl, prach) nebo z důvodu tlející organické hmoty a toxinů fytoplanktonu
(silná eutrofie) anebo, a to v neposlední řadě, z důvodu omezení průchodu světla do horních
vrstev vody.
Akrece karbonátu je průměrným výsledkem hromadění karbonátového sedimentu. Tato
hodnota bývá řádově 10× až 100× nižší než momentální skeletální produkce karbonátu
organizmy. Rozpouštění a odnos karbonátů je totiž protichůdný proces, který s produkcí
karbonátu neustále a velmi úspěšně soupeří.
4.3 Biologické pasti, místa hlavní produkce karbonátu
Jak vyplývá z výše uvedených podmínek, pro karbonátovou sedimentaci jsou vhodné vyšší
teploty, osvit a prokysličení vody, spolu s minimálním přínosem siliciklastického materiálu. Proto
například Z. Kukal použil formulaci, že vápence jsou sedimenty „držící se hesla bu a nebo“,
to znamená, že jakmile přestanou působit omezující faktory, karbonátová sedimentace se rozjede
29 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 4b Kalcitová past na styku vystupujících vod z oceánských hlubin a vod vracejících se zpět od pobřeží; kalcitová
past má zvýšenou primární biologickou produktivitu.
jako lavina a čisté vápencové akumulace narostou do značných rozměrů. Jinými slovy, hranice
systémů se silnou akrecí karbonátu mají poměrně strmý spád (gradient). Je to vidět i z porovnání
objemu více méně čistých karbonátových těles (90–100% MCO3 ) s objemem tzv. přechodných,
karbonát-silikátových sedimentů (25–75% MCO3); tento poměr je ca 3 : 1.
Relativně náhlé vytvoření takovéhoto produktivního intervalu a jeho zhroucení je většinou
dobře korelovatelné s dynamikou ekosystému (zpravidla rifového), který tuto produkci ve
skutečnosti zabezpečuje. Takovýto ekosystém a s ním související prostor vymezení ve smyslu
geografickém i ve smyslu fyzikálních a chemických parametrů reprezentuje vlastní biologickou
past na karbonáty. Na náhlý start a pád takovýchto pastí mohou tedy mít vliv všechny
fyzikálně-chemické a biologické faktory, které umožňují relativně náhlý vznik a zánik rifových
ekosystémů. Takovýchto specifických faktorů je celá řada, například:
a) náhlá a silná eutrofizace vod,
b) dlouhodobé ochlazení, nebo prudké výkyvy teplot, které jsou zejména účinné v pořadí oteplení
a ochlazení,
c) opakované destrukční účinky tsunami (velkých vln v oceánu vyvolaných zemětřesením);
tektonický neklid odrážející se v nekonzistentních vertikálních pohybech podloží a celého
karbonátového tělesa (komplexu),
d) kolizní orogeneze následovaná diastrofickou sedimentací (s velkým nakupením siliciklastických
sedimentů),
e) kolaps ekosystému při některé z globálních ekologických krizí vlivem nedostaku rezervních
zdrojů pro oživení ekosystému.
4. KONCENTRACE KARBONÁTU 30
4.4 Kalciové pasti
Vedle výše definovaných biologických pastí vyššího řádu (většinou rifových ekosystémů), jejichž
fungování je zcela zjevné, existuje pojem tzv. kalciové pasti KID (Kazmierczak-Ittekkot-Degen,
obr. 4b). Ta je v podstatě též biologickou pastí, ovšem prvotního typu (z hlediska organizace
ekosystému). Zachytává Ca2+
z mořské vody, ale její umístění závisí na složení mořských vod a na
jejich proudění. Vznik kalciové pasti je možný na styku dvou vodních mas bohatých vápníkem:
a) podél dna klesajících příbřežních vod a
b) hluboko-oceánských vod vystupujících podél hlubšího svahu šelfu.
Při srážce obou proudění vzniká hřibovitě zdvižená turbulentní doména charakteristická
pro okraj šelfu. Její vznik může být umožněn také jinými mechanizmy, např. je-li povrchový
proud rovnoběžný s pobřežím odtlačován větrným prouděním z kontinentu. Zmíněná doména
má zvýšené obsahy Ca2+
iontů, čehož je dosaženo smíšením dvou zdrojů bohatých vápníkem.
Kalciové pasti KID působí spolu s faktem, že právě v místě výstupu oceánských vod dochází
k obohacení živinami a k mírnému zvýšení primární produkce fytoplanktonu. Tím se abiotická
kalciová past mění na prvotní biologickou past.
U silně míšeného oceánu (v době eustatického minima mořské hladiny) bývají kalciové pasti
u břehu ; u dobře stratifikovaného a stagnujícího oceánu (v době eustatického maxima mořské
hladiny) bývají na vnějších okrajích šelfů.
Účinnost pastí závisí, mimo jiné, na balanci mezi účinkem mírného zvýšení primární
produkce a mezi kalciovým stresem z nadbytku Ca2+
. Oba faktory mají bu kladný nebo
záporný vliv na vývoj kalciové pasti. Nízké anebo velmi vysoké hodnoty obou faktorů mají
nepříznivý vliv. V rozmezí středních hodnot má zvýšení primární produkce nejprve pozitivní
vliv, pak negativní; u kalciového stresu je tomu naopak.
4.5 Koncentrace karbonátů v drobném měřítku
U objektů cm (vzácně dm ~ m) rozměru je znám vznik karbonátových konkrecí. Tyto konkrece
vznikají zpravidla v časných diagenetických stádiích, kdy porozity neklesají pod 50% a obvykle
jsou vyšší (ca 70%). Rychlost jejich růstu kolísá ve značném rozmezí od 40 m do 0,5 cm / rok.
Faktorů vyvolávajících selektívní krystalizaci a koncentraci karbonátů je více, např.
a) primární nehomogenity horniny, kdy jemnozrnnější karbonátová anebo smíšená klastika se
snáze rozpouštějí a karbonátem bohatší a hrubší partie fungují jako krystalizační centra,
b) lokální, skvrnové nepravidelnosti v pH, Eh pórového fluida,
c) celkově pozitivně působí nasycení roztoků v poloze hornin, kde karbonáty vznikají.
Konkrece jsou nalézány v jílovito-prachovitých jezerních a mořských sedimentech se silně
vápnitou pórovou vodou, nebo v pouštních, lateritických a jeskynních půdách a hlínách.
5. ROZPTYL KARBONÁTU
V předešlé kapitole popsaná koncentrace karbonátu v biologických pastech, zejména v rifových
ekosystémech a s nimi spojených sedimentačních pánvích, je velmi účinným procesem.
V dnešních podmínkách dokáží některé rify celkově růst až o 0,4 cm / rok, což znamená
produkci karbonátu (při odečtení 40% pórovitosti) 6,55 kg / m2
.rok.
Tyto hodnoty jsou skutečně dosažitelné ukládáním skeletální biomasy na místě, zvláště jsou-li
přítomny korálo-řasové porosty s mnoha patry bohatého bentózního ekosystému.
5.1 Rozdíl mezi krátkodobým a dlouhodobým akrečním výkonem
Krátkodobý akreční výkon 6,55 kg / m2
.rok odpovídá nezvykle vysoké sedimentační rychlosti
400 cm / tisíc let (= 4000 m / milion let).
Takováto průměrná rychlost je však dokumentována pouze v krátkých časových intervalech,
tj., v tomto případě, maximálně po dobu do 4 tisíc let.
Existence této vysoké sedimentační rychlosti na vertikálně, nebo mírně šikmo aktivně
rostoucím karbonátovém tělese (karbonátovém nárůstu), je sice možná krátkodobě, ale není
udržitelná dlouhodobě.
To vyplývá jednak ze vztahu k rychlostem možného periodického eustatického vzestupu
hladiny světových moří, jednak ze vztahu k rychlostem soustavné subsidence bloků zemské kůry,
které rify podestýlají.
Nejvyšší dobře doložené vzestupy mořské hladiny jsou doloženy (H.R. Wanless) z doby před
16 až 10 tisíci let, a to ca 1,7 cm / rok. Naproti tomu průměrné eustatické rychlosti změny hladiny
pro kenozoikum jsou odhadovány pouze na n×0,001 cm / rok; jsou tedy o tři dekadické řády
nižší.
Nejvyšší dobře doložené subsidence bloků zemské kůry představují ca 0,5 cm / rok (za
několik set až prvních tisíců let), přičemž při dlouhodobém průměru (za několik milionů až
desítek milionů let) klesají hodnoty subsidence obvykle řádově až na n×0,01 nebo až pod
n×0,001 cm / rok; dlouhodobé hodnoty jsou tedy rovněž až o tři dekadické řády nižší.
Krátkodobé versus dlohodobé rychlosti sedimentace: Průměrné rychlosti vypočítané pro
celá karbonátová tělesa ukládaná po dobu několika set tisíc až několika desítek milionů let jsou
podstatně nižší, než rychlosti krátkodobé.
Obvyklé nejvyšší dlouhodobé hodnoty pro soustavně se vyvíjející rifové komplexy nepřesahují
130 m / milion let, jsou tedy přibližně 30× menší než hodnoty dosahované za dobrých podmínek
subrecentními karbonátovými nárůsty (rify, neboli útesy).
5.2 Ztráta sedimentárního záznamu a ztráta objemu karbonátu
Otázka tedy zní, kde je neuchovaný nebo přímo zmizelý karbonát v poměru 30 : 1?
Navíc je u mnoha karbonátových těles (komplexů) tento poměr mezi krátkodobou (= jeden
rok až jeden tisíc let) a dlouhodobou (= několik set tisíc až několik desítek milionů let)
sedimentační rychlostí (respektive akreční rychlostí) podstatně vyšší. Disproporce je vyjádřena
až poměrem 850 : 1.
Důvod této disproporce spočívá:
a) v kontaktu s mořskou hladinou (eustatické pohyby mořské hladiny, hustotně vyvolané kolísání
bloků zemské kůry — viz výše),
31
5. ROZPTYL KARBONÁTU 32
b) v postupném přepracovávání sedimentu, diagenetickém rozpouštění a rozptylu karbonátu do
okolního prostředí.
Karbonát se okamžitě po svém vytvoření (respektive po odumření organismu) dostává do
intenzivního sedimentačně-diagenetického procesu:
a) bioerozí (např. leptající činnost endolitických bakterií, sinic, rostlinných a živočišných hub,
polychaetů – červů, mlžů, gastropodů – plžů; drtící činnost korýšů a ryb),
b) mechanickou erozí (resedimentace kalu, písku a štěrku),
c) rozpouštěním, novou krystalizací a opětovným rozpouštěním (přemístění účinkem pórových
vod).
V sedimentárních sekvencích karbonátů existují obrovské (ač mnohdy roztroušené) přetržky
přímého sedimentárního záznamu. Vznikly zejména díky primární nesedimentaci, erozi
a rozpouštění, a byly posíleny diagenetickým odnosem karbonátu podél početných švů, na nichž
dochází k rozpouštění. Tato děravost přímého stratigrafického záznamu byla překvapivě, ale
velmi výstižně charakterizována D. Agerem: „… skutečný sedimentární záznam je většinou nic
a jenom občas něco …“, a to nejčastěji v poměru chybějícího záznamu a přímo existujícího
sedimentárního záznamu mezi 50 : 1 až 500 : 1.
5.3 Průběh rozptylu karbonátu během vývoje karbonátového tělesa
Zvláště endolitické bakterie v povrchové vrstvě sedimentu způsobují návrat karbonátů zpět
do roztoku, případně do suspenze jemných krystalků a drtě. Jejich mikrodutinky jsou známy
z mořského dna na mělčinách i z hloubek až 1 km.
Těsně pod povrchem sedimentu, 10–25 cm, bývá přítomna podpovrchová vrstva obohacená
organikou, kde je kyselejší prostředí a kde dochází k silnému rozpouštění karbonátu.
K silnému rozpouštění dochází na tlakových švech, které se objevují již od hloubek asi 50 m,
ale velmi silně se rozvíjejí při hloubkách pohřbení karbonátového tělesa mezi 2,4 a 10 km [~
0,072–0,3 GPa].
Celé pórézní těleso karbonátu je promýváno horninovými fluidy, jejichž obsahy Ca2+
kolísají
od mořských hodnot 0,4 až po silně nasycené vodné roztoky s obsahem vápníku okolo 6‰
[= g / l].
U karbonátových těles, která jsou ještě stále v mořském prostředí, se obsah Ca2+
v roztoku
zvyšuje směrem do hloubky, nelineárně, až do 0,8–1,3 km pod dnem moře. V těchto hloubkách
je vodný pórový roztok téměř nasycen. S rostoucí hloubkou nasycenost roztoku opět klesá.
Silný odnos karbonátů z karbonátového tělesa pórovou cirkulací funguje až do utěsnění
bariér nebo celého karbonátového tělesa. K utěsnění karbonátového tělesa dochází účinkem
lokální krystalizace přenášeného (rozpouštěného a krystalovaného) karbonátu v pórech horniny;
až do podstatného vytmelení karbonátového tělesa a snížení jeho porozity.
Současně samozřejmě probíhá kompakce rozpouštěné horniny, kterou se snižuje porozita až
na ca 0,5–0,2 % celkového horninového objemu.
Ne všechny horniny téhož karbonátového tělesa podléhají tmelení (cementaci) a kompakci
stejnou měrou. Zejména hrubší kalciklastické sedimenty jsou převážně tmeleny, zatímco jemnozrnné
a velmi jemnozrnné kalciklastické sedimenty podléhají zejména rozpouštění a kompakci.
Jedním z hlavních důvodů je podstatně se zvětšující poměr povrchu k objemu (Sp / Vp)
u velmi drobných částic. Ty pak poskytují nezvykle velký úhrnný aktivní povrch A, který
způsobuje zvýšení rychlosti rozpouštění, jsou-li horninová fluida hlubší cirkulace nenasycená.
Srovnej vztah pro rychlost rozpouštění
R = Di .A .(Cs — Ci) / r,
! kapitola 2: „Procesy krystalizace a rozpouštění karbonátu“.
33 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
ODNOS KARBONÁTU , log (S) [kg.m .a ]
10
-3 -1
TEPLOTA , log (T) [ C]
10
o
10
VZESTUP TLAKU , log (P) [GPa]
1m
10m
100m
1km
10km
Obr. 5a Intenzita odnosu karbonátu ze sedimentárního karbonátového tělěsa, hlavní rozptyl nastává vzápětí po
sedimentaci.
Agresivní, teplé a silně mineralizované vody ovšem účinně korodují i vytmelená karbonátová
tělesa. K průniku vytmelenými karbonátovými tělesy využívají puklin, kliváže a hranic
strukturních nehomogenit. Takovéto vody mohou reprezentovat např.:
a) vracející se horké vody lagun nebo
b) vystupující hydrotermy.
První typ vytváří např. okrajové studny v lemových rifech (Rudé moře) nebo horizontální
a ukloněné systémy štěrbinových kanálů uvnitř hran rifu.
Druhý typ mohou ilustrovat např. výstupné kanály minerálních vod.
Meteorické vody ve vadózní zóně (deš ového původu, vsakující se přes půdy) jsou kyselejší
díky kyselině uhličité a huminovým kyselinám. Způsobují běžné zkrasovění a vývoj kavernózní
porozity u vynořených karbonátových těles.
Celková výměna fluid v karbonátovém tělese, nebo jeho částech, je velice proměnlivou
veličinou, která závisí na typu a velikosti porozity a na cirkulačním gradientu.
Tato výměna neprobíhá homogenně: průtok velkými póry je rychlejší avšak méně efektivní
vzhledem k odnosu karbonátu.
Na subsedimentárním až diagenetickém odnosu karbonátu (až po výsledné poměry „chybějící
karbonát versus dochovaný karbonát“ od 30 : 1 po 850 : 1) se v obecném dlouhodobém průměru
zemských podmínek fanerozoika jednotlivé jevy podílejí přibližně v těchto proporcích:
a) destrukce a přemístění na povrchu, rozpouštění na povrchu a v prvních decimetrech až
metrech hloubky … 89,5 %,
b) diferenční rozpouštění vrstev a skvrn při mírném pohřbení pod několik desítek až set metrů
nadloží … 7%,
c) stylolity / mikrostylolity při hlubším pohřbení 2,4–10 km … 3 %,
d) odnos agresivními naftovými, hydrotermálními a krasovými vodami … 0,5 %.
5. ROZPTYL KARBONÁTU 34
5.4 Rychlost rozptylu karbonátu
Rychlost rozptylu karbonátu do prostředí obklopujícího karbonátové těleso je tedy nejvyšší
na samotném počátku diageneze horniny a potom obvykle stále klesá; s výrazným, obráceně
exponenciálním průběhem (obr. 5a).
Počáteční rychlosti mohou (ale nemusejí) dosahovat až 50 kg / m3
.rok, a to až po dobu tisíc
let (Rudé moře).
Při středním pohřbení klesají tyto maximální rychlosti řádově na n × 1 – n × 0,1 g / m3
.rok, při trvání procesu od jednoho do desíti milionů let.
Hornina se stává zpravidla stále kompaktnější a její chemické a isotopové složení je stále
vyrovnanější.
Jsou-li přítomny náhlé změny v tomto vývoji, pak odrážejí skokové změny v tlaku, teplotách
a složení fluid. Takovéto náhlé změny mohou být vyvolány:
a) změnami klimatu,
b) eustatickými změnami výšky hladiny světových moří a zejména
c) tektonickou deformací.
5.5 Oživení odnosu karbonátu při vstupu do metamorfních podmínek
Ke značným ztrátám objemu u karbonátových těles dochází v metamorfní facii zelených břidlic,
kdy se karbonátová tělesa chovají značně plasticky, vnitřně se deformují do soustavy izoklinálních
vrás a vně se formují do tvaru protáhlých budin.
Rozpouštění a odnos karbonátu probíhá na kontaktu krystalů a na přilehlých krystalových
poruchách. Výsledný efekt bývá další ztráta objemu v poměru vůči předtím již konzolidované
a vytmelené hornině v poměru 2 : 1 až 8 : 1.
Hydrotermální fronta s odnášeným karbonátem se přesouvá směrem do níže tlakově a teplotně
namáhaného horninového prostředí.
Vztah mezi hloubkou, tlakem, teplotou a intenzitou rozptylu (odnosu) karbonátu lze vyjádřit
pouze přibližně (obr. 5a, hodnoty v logaritmické škále).
Diageneticky a metamorfně odnesený (evakuovaný) karbonát z karbonátových těles tudíž
představuje značné objemy. Porovnáme-li toto odnesené množství s objemem dochovaných
sedimentárních karbonátových těles, zjiš ujeme, že jsou až 100× větší, než dochované objemy
těchto těles.
Přibližně 3 / 4 z tohoto „odnášeného“ karbonátu jsou recyklovány přes mořskou vodu zpět
do biologických pastí (dokud se karbonátový komplex nestane fosilním komplexem, pohřbeným
nebo odumřelým karbonátovým tělesem).
Nicméně další jedna čtvrtina karbonátu (tj. objem 25× větší než dochované objemy) je
rozptylována do ostatních sedimentárních a metamorfovaných hornin ve svrchní části zemské
kůry. Tam je karbonát nebo Ca2+
zachycován do minerálních paragenezí přeměňovaných
horninových komponent nebo tmelů a žil.
Odnos rozpuštěného karbonátu z karbonátového tělesa (karbonátového komplexu nebo
sedimentární jednotky, např. vrstvy) je provázen řadou dílčích jevů.
5.6 Zóny cementace a zvýšené porozity na okraji karbonátového tělesa
Důležité jsou např. cementační pásky za rozhraním karbonát / silikátová hornina, a následné
oscilační zonální pásky. Tyto procesy byly jednak matematicky modelovány (Sauerův model),
jednak kalibrovány na horninovém materiálu získaném ze sérií vrtů profilujících karbonátovou
pánev (obr. 5).
35 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
1 5 10
[ cm ]
t = 0
t = 0,5 Ma
t = 1,0 Ma
POROZITA[%]
Obr. 5b Sauerova simulace evakuace karbonátu z vápence pod mírnou kompakcí, při tlaku 0,08 GPa a vznik
karbonátového cementačního pásku.
Na obr. 5b je ilustrován vznik kalcitového pásku na přechodu z vápencové lavice do pískovce.
Proces: Objem i porozita vápence se snižují kompakcí, karbonát odchází do pórézního pískovce;
vznikají pásky, z nichž nejbližší pásek (centimetrové tlouš ky) značně utěsní migrační cesty ven
z vápencové lavice, a to přibližně za dobu 1 milionu let .
Podobné cementační zóny, ovšem ve větším měřítku, někdy obklopují karbonátová sedimentární
tělesa. Jejich vznik a zánik zpětně ovlivňuje migraci fluid uvnitř karbonátového tělesa, což
má dopad na látkové a strukturní změny během diageneze (otevřené a uzavřené systémy).
Také tyto cementační zóny se střídají se zónami zvýšené porozity (podobně jako u modelů
na drobných karbonátových tělesech). Cementační zóny mají mocnost 1–2 m a jsou zonálně
uspořádány. Zpravidla 2 až 3 zóny jsou dobře viditelné.
6. KOMPONENTY KARBONÁTOVÝCH HORNIN
Komponenty sedimentárně vzniklých karbonátových hornin lze rozdělit na:
a) částice,
b) tmely a
c) diagenetické (= novotvořené) komponenty.
Toto rozdělení není tak ostré, jak by se mohlo zdát. Je tomu tak proto, že již při svém
formování před a během své fixace (= relativně finální depozice) do dochovaného sedimentu
částice podléhají procesům rozptylu a koncentrace karbonátu, respektive procesům rozpouštění
a opětovné krystalizace.
6.1 Částice
Karbonátové horniny obsahují pestrou škálu částic, a již jsou klastické nebo biomorfní, nebo
přímo akreční povahy (např. enkrustující foraminifery).
Pestrá škála částic se tvoří díky rozmanitosti původních (převážně skeletálních) zdrojů a díky
rozmanitostem v kvalitě a posloupnosti velmi časných diagenetických procesů; částice se mohou
měnit a z hlediska klasifikace přestupovat z jedné kategorie do druhé: desintegrací, dorůstáním,
nebo vnitřními změnami (obr. 6a).
Částice jsou u karbonátů úzančně děleny na:
a) velmi drobné d < 20 m, které se souborně označují jako mikrit,
b) dále na částice střední velikosti, 20 m < d < 2 mm, označované jako karbonátový písek, a
c) částice velké, d > 2 mm, označované jako karbonátový štěrk, valouny, balvany a bloky.
Horní velikostní hranice klastických částic (tedy kdy štěrkový až blokový úlomek nebo objekt
je ještě částice a kdy už není), je dána kritériem, zda ještě můžeme v sedimentu z řídké suspenze
nebo hustého toku nalézt významné vzájemné ovlivňování částic. Toto vzájemné ovlivňování je
dáno srážkami mezi částicemi a jejich chováním v systému částice – kapalné médium – bubliny.
Horní hranice nemůže být proto určena obecně, nýbrž odvisí od konkrétní situace. Obvykle
pohybuje mezi 5 mm až 5 m.
Mikrit tvoří například:
Drobná krystalová prizmata aragonitu vytvořená chemicky za účasti organismů. Jsou-li volná,
dostávají se též běžně do suspenze a znovu sedimentují na jiném místě. Jejich častá velikost bývá
1× 3 až 15 m.
Jindy to jsou drobné klence kalcitu uvolněné z několikanásobně rekrystalovaných a rozpadlých
struktur, různých rozměrů, v celém rozsahu frakce d < 20 m.
Mohou jej tvořit i korodované krystalové destičky z rozpadlého nanoplanktonu.
Další typ mikritu vzniká klasticky, jako jemné střípky při srážkách větších částic.
Velmi důležitá je bioerozní činnost organismů: Současné výsledky Oceánologického střediska
v Marseille (N. Pari) ukazují, že na vzniku mikritu bioerozí mají podíl korály okusující ryby,
hvězdice, mořské okurky, mlži, sipunkulidi, polychéti a vermetidi. Mimořádnou úlohu mají
vrtavé mořské houby (Cliona), s bioerozní rychlostí řádově 0,1 kg / m2
.rok. Také rostlinní
vrtači vytvářejí střípky (sinice, zelené řasy a rostlinné houby), s rychlostmi do 0,1 kg / mm2
.rok. Celkový výkon různých drobných vrtačů dosahuje až 0,5 kg / m2
.rok. Je-li kombinován
s výkonem velkých pasoucích se a oškrabujících organismů (gastropodů, echinodermátů a ryb),
a to obvykle bývá, pak produkce tohoto typu mikritu dosahuje až 3 kg / m2
.rok.
36
37 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Úhrnná zdrojová potence vlastního rifu (hl. 0 až 50 m) pro resedimentovaný mikrit do
okolního karbonátového komplexu a jeho periferií kolísá od 0,007 do 5 kg / m2
.rok (se střední
hodnotou zhruba 0,05 kg / m2
.rok). Účinné bioeroze jsou známy již ze staršího paleozoika.
Mikrit bývá většinou více tixotropní (přilnavost zrn, viskozita suspenzí) než silikátový prach.
Karbonátový písek až štěrk:
Biomorfa. Jako biomorfa označujeme všechny více-méně kompletní skelety organismů nebo
jejich snadno odlučné části (desky, kosti). Příkladem biomorf jsou například oogonie charofyt,
segmenty stélek zelených řas Acetabularia, foraminifery, kolumnálie krinoidů (echinodermáti),
celé schránky brachiopodů, ulity gastropodů, kostry korálů nebo coenostea demospongií.
V praxi se někdy biomorfa neodlišují, protože roztřídění na poškozené a nepoškozené objekty
není vždy přesné. V takovém případě jsou biomorfa zatříděna spolu s ostatním skeletálním
materiálem mezi bioklasty v širším slova smyslu.
Bioklasty představují naproti tomu zjevně rozštípanou dr těchto schránek, koster a kosterních
elementů. Podle stupně rozštípání při srážkách částic nebo bioerozní činnosti organismů,
a podle stupně alterace časnými diagenetickými procesy jde bu o bioklasty velmi dobře
určitelné (s přiřazením ke zdroji podle organogenních mikrostruktur v tkáních), nebo hůře
až velmi špatně definovatelné. U drobných a alterovaných bioklastů je určení založeno na detekci
charakteristických kovů, izotopů nebo biomarkerů. Bioklasty mají mírně difúzní hranici vůči
litoklastickým úlomkům z již vytmelených a překrystalovaných skeletálních hornin, protože ty
vznikají na hraně rifů už po 15–25 letech, tedy ještě na spodku živých bloků korálů (Rudé moře).
Jako intraklasty jsou označovány úlomky karbonátového sedimentu, které jsou erodovány
v blízkém prostoru (n×1 m ~ n×10 km) z uloženin jen něco málo starších (n×10 let ~
n×103
let). Téměř všechny intraklasty pocházejí z mělčího prostředí, než je hornina, do které
byly uloženy (gravitační trend redepozice). Transport vzhůru sice existuje (oscilační pusuv,
zpětné proudy turbiditu, výstupné proudy v korytech hrany rifu, přejíždění fluxoturbiditu přes
elevace), ale bývá vzácností. Zpravidla bývají ostrohranné až mírně zaoblené. Mnohé z nich jsou
tmavé, mikritem bohaté horniny pocházejí z příbřeží a lagun. Vyskytují se ovšem i intraklasty
z teras na zpevněných rifech a valech karbonátového písku nebo štěrku. Zvláštním případem
je dr karbonátového tmele, světlé úlomky krystalů. Jsou-li velké intraklasty dokonale zaobleny
příbojem nebo transportem, mluvíme o valounech a navíc je velmi pravděpodobné, že jsou
ze starší horniny (mohou být i vícenásobně resedimentovány nebo dokonce přineseny k pánvi
suchozemským tokem). Mají proto více společného s pojmem extraklasty (níže).
Plastiklasty. Tyto objekty jsou blízké intraklastům. Odlišují se nedokonalým zpevněním
(rozmyv povrchu nebo jeho časná plastická deformace). Nejsou častým jevem, protože karbonáty
jsou obecně náchylné k rychlé litifikaci kompakcí nebo vytmelením pórů. Možnosti vzniku jsou
např. tyto (vzhledem ke složení horniny a podmínkám):
a) jemná zrna karbonátového prachu s obsahem jílu, křemičitého prachu a evaporitu —
komplikované chemické reakce při změně složení a p-T podmínek fluid;
b) vyschnutím zpevněný sediment přemístěný do vodního prostředí;
c) částice obalené membránami inaktivní organiky nebo umístěné v prostředí snižujícím možnost
rozpouštění a krystalizace.
Extraklasty jsou pevné úlomky hornin erodované ze starších geologických jednotek (časový
rozdíl několika desítek tisíců let až více milionů let). Pocházejí často ze souše, jindy mohou
pocházet z podmořských erozních koryt. Byly odlomeny z hornin, které nepatří téže pánevní
výplni jako sediment do něhož se dostaly. Vzácně mohou být i poměrně mladé, avšak zcela jiného
původu (přemístění vulkanickými erupcemi, vlnami tsunami nebo jinými katastrofami).
Kortoidy — povlékaná zrna. Tyto částice jsou vlastně modifikovanými částicemi jiného
typu (např. povlékanými intraklasty nebo bioklasty). Jsou klasty s obálkami, složenými z jemně
krystalických mikritových slupek. Na krystalizaci jemných krystalků karbonátu se podílejí
většinou sinice a baktérie. Specifický případ kortoidů popsal autor z devonu v podloží Karpat: má
specifický název — písčité bomby. Jsou to plastiklasty bahnitého karbonátového písku obalené
6. KOMPONENTY KARBONÁTOVÝCH HORNIN 38
pružnou řasovou slupkou. Tažené proudem, měly saltační pohyb. Když praskly, vysypal se z nich
materiál štěrbinou na dno a zůstaly po nich polovyplněné prasklé slupky.
Od kortoidů se odvíjí pojem ooidů. Ooidy jsou kulovitá nebo vejčitá tělíska menší než
2 mm, s jádrem a koncentrickými slupkami. Podíl navrstvujících se slupek značně převyšuje
objem částice tvořící krystalizační jádro. Při jejich klasifikaci je věnována pozornost primární
krystalizační stavbě ve slupkách. Ooidy nejčastěji vznikají na permanentně přemývaných teplých
karbonátových plošinách, kde zrníčka jsou povlékána sinicemi. Mohou vznikat i v nádržích se
silně nasycenými roztoky (hydrotermální a krasové jeskyně). Častěji je tvoří aragonit, než kalcit
nebo jiné karbonáty.
Onkoidy a pizoidy. Onkoidy jsou opakovaně povlékané nebo dorůstající karbonátové
sedimentární částice štěrkové velikosti. Mnoho z nich má tvarové nepravidelnosti, póry, bubliny
anebo integruje do své struktury další objekty. Pizoidy jsou ještě složitěji tvarované, často
přirostlé, znovu odlomené, ap. Onkoidy a pizoidy vznikají za podobných podmínek jako ooidy, ale
jsou velmi časté v přílivo-odlivových kanálech, na styku oolitových a kalových facií, v jeskynních
nebo zřídelních traktech. V podmínkách přílivo-odlivových kanálů probíhá dorůstání slupek
často pod povrchem sedimentu, účinkem baktérií. Potom je onkoid nebo pizoid exhumován,
redeponován a opět pohřben do sedimentu.
Agregátní zrna jsou srůstající a většinou i obalované částice tvořící ztmelené shluky. Jsou to
hroznové shluky ooidů (typ grapestone) nebo shluky hrudek sedimentu (typ lumps).
Klasty z vymytých hlíz nebo konkrecí. Karbonátové hlízy vznikají různým způsobem:
Většinou tak, že část sedimentu, třeba mázdry hrubšího sedimentu (nebo vrcholové části
nezřetelných čeřin) byly dříve vytmeleny než okolí. Mikritové okolí se intenzivněji rozpouští,
ztrácí objem a „obtéká“ takto diageneticky vzniklou hlízu. Stačí velmi slabé nehomogenity, takže
hlízy mohou vzniknout i ze zdánlivě homogenní vrstvičky.
Hlíznaté vápence mívají vždy podstatný obsah mikritu a příměs jílu. Jsou známy i hlízy
vzniklé tak, že celý sediment je klikatě prohrabán korýši nebo měkkýši.
Na rozdíl od hlíz, konkrece vznikají pouze sběrnou krystalizací. Vznikají-li tyto objekty už
těsně pod povrchem sedimentu, bývají někdy periodicky vymývány ze sedimentu ven (eroze
a koroze jemné frakce); uvolněné se stávají plastiklasty a intraklasty, jsou resedimentovány jako
štěrčík, nárazy se deformují, praskají a rozlamují.
V některých sekvencích hlíznatých vápenců (Morava, s. Itálie) jsou ilustrativní přechody
mezi hlízami vyvinutými uvnitř vrstvy, rotovanými v plouživě sesouvaném sedimentu, vymytými
jako reziduum na místě, nebo akumulacemi intraklastů, které jsou v podstatě resedimentovanými
částmi vymytých hlíz v časném stádiu svého vývoje.
Peloidy jsou drobné, mikritové a nebo „in situ mikritizované“ částice s dokonale zaobleným
povrchem. Ve výbrusech bývají temné, na navětralém povrchu horniny světlejší než matrix
(jemnější krystalická struktura). Mikritizaci in situ způsobují endolitické bakterie; je typická pro
velmi mělká mořská prostředí (estuária, karbonátové plošiny). Tomuto pojmu zhruba odpovídají
i názvy peletoidy nebo pseudopeloidy.
Řasové nebo fekální pelety jsou někdy podobné. Liší se většinou svým tvarem zobleného
válečku nebo vajíčka. Jejich vnitřní struktura není tak hustá a stejnorodá jako u peloidů, nýbrž
obsahuje velmi jemné kanálky, bublinové komůrky a vrstvičky. Jsou častou složkou tzv. bahamitů,
kde jsou přítomny spolu se zcela mikritizovanými zaoblenými úlomky bioklastů (peloidy), ooidy,
povlékanými a agregátními zrny. Fekální pelety se objevují i v dutinách sedimentu.
Specifickými, avšak nesmírně hojnými částicemi jsou bakteriální karbonátové vločky
a bakteriální pelety vnitřního sedimentu. Recentní studie z Floridy a Baham (P.Reid, I.
Macintyre) upozornily na významný jev vnitřní krystalizace mikritu do pórových prostorů
sedimentu. V současné době se prokázalo, že jde o jev velmi častý, a že póry karbonátových písků
v hloubce od 5 cm do 150 m pod mořským dnem jsou často dodatečně, avšak masově plněny
vločkami a vnitřními peletami mikrokrystalického karbonátu. Zvláště ve vyšší části profilu je
významná spoluúčast bakterií na tomto procesu. Jejich množství kolísá od 103
do 106
jedinců na
39 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 6a Přehled základních typů částic, které se nacházejí v karbonátových sedimentech.
gram sedimentu. Charakteristické jsou rozměry vnitřních pelet 100-350 m. Jsou drobné, liší se
tím od povrchových řasových a fekálních pelet, které bývají zpravidla větší (400 m — 2mm).
Při redepozici karbonátového sedimentu skluzy a turbiditními gravitačními proudy dochází
k destrukci polozpevněných hornin a vymyté vnitřní pelety se po resedimentaci podobají
jemné frakci vytříděné z pelet a peloidů mělkovodí. Vedle onkoidů, jsou tak i vnitřní pelety
peloidy jedním z příkladů částic rostoucích v sedimentu, extraovaných a znovu sedimentovaných
a pohřbených.
Valounové sedimenty jsou zpravidla záležitostí mořských teras a jeskyní se silným průtokem,
brekciové pak osypů na hranách rifu, zlomech a v rozsedlinách, balvanité patří obvykle kaňonům
u ústí řek, blokové okrajům hroutících se rifů a obřím fluxoturbiditům.
6.2 Tmely
Jako tmely označujeme krystalované výplně pórů horniny. Ačkoliv jich existuje celá řada, některé
z nich jsou velmi časté (obr. 6b).
K nejmladším generacím patří mořské fibrální lemy. Jsou vytvořeny k povrchu kolmo
rostoucími kystalky aragonitu nebo Mg-kalcitu, na povrchu větších bioklastů nebo litoklastů.
Jsou zpravidla zonální, zakalené jemnými inkluzemi a krystalovými poruchami. Časté jsou ve
vápencových štěrcích okrajových osypů rifů. Velké klasty se na kontaktu do sebe zakliňují
na rozpouštěných švech a nebo jsou přitmeleny mikrokrystalickými povlaky sinic a bakterií.
Fibrální lemy pak vyplňují zbylé mezery, tvoří zonální „oka“. Podle fibrálnosti a tlustě slupkovité
odlučnosti bývají mořské fibrální tmely v literatuře označovány jako „kokosové“.
Na rozdíl od mořských fibrálních lemů, suchozemské sintry a krápníky nedorůstají ze všech
stran, ale většinou směrem dolů, tak jak skapávají kapky prosakující vody. Oba typy tmelů mívají
ledvinitý povrch, suchozemský je však v CL-mikroskopu temný (méně MnO a více FeO) a má
méně těžšího izotopu kyslíku ( 18
O -8 až -15 PDB).
6. KOMPONENTY KARBONÁTOVÝCH HORNIN 40
Obr. 6b Základní typy tmelu, které zaplňují pórové prostory v karbonátové hornině.
Jednořadé lemy z vysokých skalenoedrů jsou označovány jako psí zuby. Převážně jsou
důsledkem krystalizace z prosakující deš ové vody, ale jsou známy i v ryze mořském prostředí.
Psí zuby krystalují volně nebo na úkor fibrálního tmelu, po kterém zůstávají jen reliktní stínové
struktury.
Kůstky krinoidů, hadic i ostny ježovek mají svoji jemnou mřížkovou tkáň z Mg-kalcitu skoro
vždy záhy vyplněnu jednolitým blokem kalcitu.
Syntaxiální tmel. 90 % z nich je spojeno pouze s echinodermáty, jiné můžeme nalézt
u tentakulitů, řas a kokolitů. Blokový klencový kalcit dobře dorůstá, s tou samou mřížkovou
orientací jako je i uvnitř objektu (proto se tato dorůstající část nazývá syntaxiální, tj. stejnořadá).
Blokový kalcit, mající ještě stále zvýšený obsah Mg (krinoidi), dorůstá už v mořských hloubkách
ca. 1–200 m. Tabulkové syntaxiální kalcity tentakulitů dorůstají pravděpodobně až při redepozici
schránek do hl. 300–800 m (při dobrém proudění a nad karbonátovou kompenzační hladinou
CCD, protože pod ní karbonát nemůže krystalovat).
Mozaikový tmel (mozaikový sparit) je tvořen čirými kalcitovými krystaly 0,5 < d < 4 mm,
které vzájemně se omezují v růstu. Uzavřeniny a zonalita jsou méně intenzivně vyvinuty.
Mozaikový tmel vyplňuje často až poslední dutiny primární porozity. Vyplňuje též dutiny
vytvořené sbírajícími se bublinami plynu pod deštníkem nějaké brachiopodové misky či plátu
řasy, tzv. deštníkový efekt, nebo i některé později vytvořené a znovu zaplněné dutiny. Vzniká
převážně, ne však výhradně, v hlubších freatických zónách, až hlubší pórové vody začínají být
sladké, tedy až po odchodu nebo zániku agresivních vysoce mineralizovaných vod z časných stádií
pohřbení sedimentu. Jednotlivé generace čistého kalcitového tmelu lze odlišit podle kolísajícího
obsahu MnO, v intervalu od 10 do 250 ppm, pomocí katodové luminiscence.
V detailu je rozlišováno více typů tmelů, nebo ca každá druhá karbonátová práce z posledních
třiceti let (odhad je 120.000 titulů) obsahuje určitou míru informace o tmelech (pro ilustraci např.:
meniskový tmel = typ sintru; palisádový aragonit = typ kavernového radiálně paprsčitého tmelu;
astropetální dolomit = hvězdičky dolomitu, tmelová až diagenetická komponenta).
41 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
6.3 Druhotné dutiny a jejich krystalické a sedimentární výplně
Fosilmoldické dutiny (dutiny po rozpuštěných skeletech) jsou převážně dutiny po rozpuštěných
aragonitových organických objektech, např. po miskách mlžů nebo stromatopórách. Rozpuštění
bývá rychlé, většinou souvisí s oběhem vadózních vod, zpravidla je vloženo ca do první
třetiny generační sekvence mozaikových tmelů (podle Longmanovy diagenetické posloupnosti).
Fosilmoldické dutiny po aragonitu bývají vyplněny skoro vždy hrubším mozaikovým kalcitovým
tmelem.
Mnoho karbonátových hornin bývá dolomitizováno. Nejsilnější dolomitizace vznikají v okolí
ostrovů, tam kde se mořská pórová voda mísí s ostrovní sladkou pórovou vodou. Oscilující,
šikmá hranice mezi čočkou sladké ostrovní vody a okolní mořskou pórovou vodou je mimořádně
příznivá pro vznik dolomitů. Režimů dolomitizace je mnoho, ale tento je opravdu dominantní.
Dolomit přitom vzniká tam, kde byla poněkud vyšší průlinová pórovitost. Jestliže byly fosílie
vytmeleny a utěsněny dříve, než se sem dostala dolomitizační fronta, zůstávají kalcitové.
Při náporu kyselých vod (fronta kyselé deš ové vody; síranové vody z evaporitů nahrazovaných
karbonátem) ovšem dolomit v hornině vydrží, zatímco kalcitové objekty fosílií se rozpouštějí.
Fosilmoldické dutiny druhé generace se špatně znovu vyplňují, nebo ke konci vyklizení
se obvykle utěsní přívodní průlinčitost. Jsou v nich proto nehomogenní, po dlouhou dobu
a nepravidelně vytvářené mozaiky zonálních kalcitů i dolomitů, s reliktní dutinou uprostřed.
Vugs [vegz], dodatečně vzniklé dutiny. Podobná jako výše popsaná situace nastává též
u hornin, které mají za sebou už vícero diagenetických stádií a jsou dobře vytmeleny (porozita
ca 10–5 %). Nehomogenity (krystalické agregáty — hnízda nebo skvrny, autoklasty vzniklé
objemovými změnami karbonátů, průsečíky trhlin a stylolitů — švů rozpouštění) bývají atakovány
frontami podzemních vod anomálního složení. Vznikají vugs. Takto vzniklé dutiny již nesledují
umístění původních sedimentárních komponent. Byla-li agresívní fronta hydrotermální, pak ve
výplních nacházíme klence dolomitu s vypuklými stěnami (sedlový neboli barokní dolomit).
Jiné dodatečně vzniklé dutiny vznikají při návratu do vadózní zóny, při výzdvihu a erozi
karbonátového tělesa. Na okraji bývají psí zuby, sintry (i s krápníčky), nebo alespoň odlišné
vrstvy hrubě krystalovaného kalcitu.
Dutiny po rozpuštěných evaporitech. Evapority prokládají velmi mělké karbonátové
sedimenty v prostředí se sníženou komunikací s oceánskou vodní masou. Pseudomorfní dutiny
indikují srůsty vlaštovčích ocasů (krystaly sádrovce), jehličky síranů, krychle halitu, apod. Jsou
nahrazovány karbonátem nebo křemenem. Vzácně (terciér Libye) nahrazují sírany Ca nebo Sr
aragonitové objekty, nebo (perm Japonska) fluorit nahrazuje kalcit. Při dočasném vynoření jsou
hojné obláčkovité mikrogeody zonálně, koncentricky uspořádáných pásků silicitu a karbonátu.
Doprovázející silicifikace-desilicifikace, dolomitizace-dedolomitizace jsou zvratnými procesy
hojnými v nehomogenním pórovém prostředí menších hloubek. Časté jsou tvary zonálních
mikrogeod nebo prismat křemene, které křemen již ztratily — a tvary krystalů dolomitu, které
již ztratily dolomit. Při dedolomitizaci vzniká též tzv. cedníkový dolomit (relikty a prorůstání se
stejnou krystalovou orientací ve vícero propojených objektech).
Stromatakty. Jsou specifickou kategorií znovu vyplněných dutin. Vznikají v mikritových
kalových kupách a na hranách rifů. Část z nich patří k:
a) agresívní vodou korodovaným štěrbinám horniny,
b) dutinám po masivních bakteriálních kobercích (Dupontova koncepce z r. 1882).
Výplně stromataktů jsou mořské, zonální, dole a ve středu s vnitřním, jemně krystalickým,
laminovaným sedimentem červenavé nebo nažloutlé barvy. Objevují se též ze stropu dutiny
odpadlé mikrobloky, spodek struktury je často identický s vrstevním povrchem (případ — b, viz
výše).
Mechanicky rozevřené trhliny, rozsedliny, neptunické žíly. Při komunikaci k povrchu jsou
vyplněny sekvencí tmelů počínajíc od mořského fibrálního nebo krasového. Přítomny jsou
povlaky, kapsy a brekcie z vnitřních barevně páskovaných sedimentů. Nezřídka se objevují
6. KOMPONENTY KARBONÁTOVÝCH HORNIN 42
zakleslé karbonátové klasty a injikované porce nadložního nezpevněného sedimentu. Při izolaci
v karbonátovém tělese převládají bílé a čiré mozaikové tmely nebo kapsy šedého vnitřního
sedimentu. Jejich geneze souvisí se střihem nebo tahovým napětím v tělese, planárním nebo
rotačním.
Paleokras. Jedná se o krasové korozně-erozní jeskynní trativody a kaverny, dómy, komíny
a řícené struktury vzniklé účinkem připovrchového pohybu ponorných toků a asociovaného
akviferu, v závislosti na reliéfu.
Menší počet případů souvisí s hydrotermálními akvifery (zvodněmi), nebo vzestupem
hydroterm přes karbonátová tělesa.
Výplně krasových dutin jsou převážně nekarbonátové, jsou to řečištní sedimenty, sutě
a gravitačně intrudující nadložní sedimenty. Některé části krasových dutin jsou vyplňovány sintry
a krápníky. Karbonát se sráží a krystaluje při odpařování kapek vodného roztoku, případně na
dně odpařujících se jezírek.
Hrubé kavernové porozity v karbonátových tělesech dosahují 5, vzácně až 30% celkového
objemu.
6.4 Nekarbonátové autigenní minerály
V karbonátech během diagenetického procesu rostou i nekarbonátové autigenní minerály.
Běžným je prismatický křemen, jednoduše zdvojčatělý albit a smektitové (!muskovitické,
nebo !chloritické vločky). Hojné jsou subkrystalické agregáty ilitu, chalcedonového křemene,
kerogenu, fosfátu a Fe-oxidů. Při dostatku draslíku je častá přítomnost kaolinitu, nebo glaukonitu,
charakterizující resedimentaci, transgresi a teplá až tropická moře. Při pohřbení pod 1,5 km roste
až do hl. 3,5 km obsah K v remobilizovaném ilitu.
6.5 Diageneticky vzniklé komponenty karbonátových hornin
Hlízy a konkrece.
Konkrece jsou druhotné diagenetické útvary rostoucí v sedimentu sběrnou krystalizací.
Naproti tomu hlízy představují zbytky původní horniny obklopené silně rozpouštěným okolím.
Jejich vznik může být podmíněn selektivním zpevňováním sedimentu, poněkud hrubozrnnější
a vytmelené části horniny lépe odolávají rozpouštění než jemný mikrit s příměsí jílových minerálů.
Při hlubším pohřbení a metamorfóze se objevují stále nové objekty krystalického charakteru,
např.:
— dolomitizované skvrny s ostrým ohraničením,
— vybělené lemy zlomů s aktivním oběhem fluid,
— metamorfní laminy,
— mikrobudiny,
— glomeruly,
— porfyroblasty a
— objekty ohraničené puklinami pnutí (paralelní, listrické, perlitické – sférické).
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN
7.1 Klasifikace Sorbyho a jeho následníků
První rozlišení komponent (částic a tmelu) pochází pravděpodobně od H.C. Sorbyho, z r. 1851.
Klasifikace používané od první třetiny 20. st. jsou založeny na rozdělení na:
a) vápence autochtonní (= přímo konstruované pevně srůstajícími, nebo na místě rozpadlými
skelety organismů),
b) vápence chemogenní neboli ortochemické (= vznikající jemnou krystalizací za nebo bez
účasti mikroorganismů),
c) vápence klastické neboli alochemické (= ukládané redepozicí úlomků a krystalků podobně
jako např. siliciklastické horniny).
7.2 Klasifikace Grabauova a jeho následníků
Klastické vápence byly děleny na:
a) kalcilutity (s prachovou velikostí zrn d < 0,01 mm),
b) kalciarenity (s pískovou velikostí zrn 0,01 < d < 2 mm) a
c) kalcirudity (se štěrkovou velikostí zrn d > 2 mm).
Toto rozdělení je známo jako Grabauovo (význ. německý geolog poč. 20 st.). Graubauova
klasifikace je dnes mírně modifikována (obr. 7a).
7.3 Klasifikace Folkova
Počátkem 2. poloviny 20. st. dominuje klasifikace R.L. Folka (obr. 7b), která byla sestavena pod
vlivem známého amerického sedimentologa té doby P.D. Krynina.
Spočívá ve specifikaci různých úlomků, co je co, plus zjištění přítomnosti jemného kalu nebo
naopak krystalovaného tmele v základní hmotě mezi zrny karbonátového sedimentu.
Důležitá je kvantifikace velikosti a množství komponent.
Z toho pak bylo odvozeno popisné názvosloví: např. leží-li ooidy v kalu, název je oomikrit.
Je-li mezi nimi krystalovaný tmel, je to oosparit. Folk zjistil mnoho specifických zrn:
Velmi drobná zrna a krystalky označil jako mikrit a oddělil jej od větších částic, které nazval
alochemy. Horní hranici velikosti mikritu položil na 4 m (později se ustálila velikost 20 m,
někteří však užívají stále 4 m, podle potřeb řešených úloh). Objevil, že mikrit může vznikat
rozličnými způsoby. Podle toho různé mikrity dostaly názvy:
a) ortomikrit (krystalky krystalované za účasti mikroorganizmů nebo z přesyceného roztoku; E.
Flügel rozlišuje navíc ještě automikrit = nové nakupení in situ, alomikrit = destrukce nebo
překrystalování z jiných objektů),
b) mechanogenní mikrit (droboučké krystaloklasty, bioklasty a litoklasty),
43
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 44
Obr. 7a Klasifikace Grabauova, doplněná a upravená Folkem na konci 50tých let 20. století.
c) pseudomikrit (druhotně vzniklý degradační krystalizací při vrtání a leptání houbami — fungi
a baktériemi; nebo při procesech rekrystalizace pod říčními terasami, nivami, pralesy; nebo
v blízkosti některých hydrotermálních kanálů; nebo krystalizací uvnitř sedimentu),
d) tektonomikrit (vzniklý drcením horniny za nedostatku fluid, analogon mylonitizace, ale
v karbonátové hornině již při nižších p–T podmínkách).
Folkův systém zvláště souvisí s rozlišením řady typů částic, které jsou většinou pískové
velikosti:
souborně — alochemy, podrobně — bioklasty, extraklasty, intraklasty, plastiklasty, pelety,
peloidy … viz kapitola o komponentách karbonátových hornin.
Co je ve spárách a v dutinách jakožto krystalovaný karbonátový tmel, označil Folk jako
sparit.
Zpravidla jde o čistější a větší kalcitové krystaly. Někdy tyto krystaly začínají mřížkovitě
prostupovat, asimilovat, až úplně „gumovat“ okolí. Pak jde o pseudosparit, ten už nevyplňuje
dutinu, nýbrž kanibalizuje okolní původní strukturu. Složitost diagenetických procesů poskytuje
možnost pro mnohá strukturní specifika sparitu: např. velmi jemné agregáty nad hranicí mikritové
velikosti zrníček a krystalků jsou označovány jako mikrosparit, políčkovité prostupování
pseudosparitu a mikrosparitu na hornině složené původně z mikritu a bioklastů je nazýváno
dismikrit.
S velikostí klastů se Folk vypořádal tak, že při při štěrkové velikosti obsažených klastů (> 2
mm) se přidává za název ještě —rudit, např. z oomikritu se stává oomikrudit. S málo obsaženými
klasty (pod 10%) se vypořádal tak, že horninu nazval — obsahující něco, např. mikrit obsahující
ooidy (u bioklastů je název fosiliferní).
Dnes nejpoužívanější je klasifikace Dunhamova (viz níže — obr. 7c), z důvodu návaznosti
jsou však napřed diskutovány klasifikace jiné:
45 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 7b Folkova klasifikace sedimentárních karbonátových hornin (zejména vápenců).
Obr. 7c Rozvinutá Dunhamova klasifikace, doplněná o kategorie rifových sedimentů.
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 46
Obr. 7d Leighton-Pendexterova klasifikace vápencových sedimentárních hornin.
7.4 Klasifikace Leightonova a Pendexterova
M.W. Leighton & C. Pendexter, přinesli jen o něco později jiný systém, nebo jejich přístup byl:
Proč klasifikovat současně sediment a jeho tmel? Proč by měly být malé klasty jinak stejné
povahy (např. ooidy, peloidy … ) patřit do jiného klasifikačního intervalu než větší klasty téhož
typu?
Zvolili proto takovýto postup: Vápenec například obsahuje mikrit a ooidy. Je-li ooidů 90%
pak je to oolitový vápenec, je-li jich 50–90%, pak je to oolito-mikritový vápenec, 10–50%
mikrito-oolitový vápenec a nakonec > 10% mikritový vápenec. Tento systém je tedy založen
na poměru v hornině obsažených částic.
Tímto způsobem lze skutečně klasifikovat v sedimentárních karbonátech celou řadu různých
typů, jenom se mění název, když místo ooidů máme třeba detrit (vápence), rostlou biogenní
strukturu, peloidy, pelety, agregátové částice, korály, krinoidy … (obr. 7d).
Specifikum názvosloví klasifikací Folka i Leightona a Pendextera je pořadí prefixů: Folkův
biopelmikritový vápenec či L.-Pendexterův bioklast-pelet-mikritový vápenec znamenají:
a) obsah zmíněných alochemů 50–90% (recipročně 10–50% mikritu),
b) vzájemný poměr obsahu obou typů alochemů biokl. > pelety(+ peloidy).
Toto pořadí je totiž opačné než u jiných petrografických klasifikací; např. u biotit-amfibolického
granodioritu (vzájemný poměr obsahu obou mafických minerálů amf. > biot.).
47 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
7.5 Klasifikace Kukalova
Logiku předešlé klasifikace propracoval Z. Kukal. Zpracoval názvosloví s ohledem na znalosti
o komponentách karbonátů v 70tých letech 20. st. a s ohledem na výrazové možnosti českého
jazyka, do určité míry i s ohledem na tradice.
Nejpoužívanější řada této klasifikace bioklasty — mikrit je:
a) biodetritový vápenec,
b) mikrito-biodetritový vápenec,
c) biomikritový vápenec,
d) mikritový vápenec (obr. 7e).
Hranice v této horninové klasifikační řadě jsou dány 90, 50 a 10% obsahu bioklastů.
Klasifikace je kodexem klasifikačního vyjadřování pro obecné účely. Její zásady naleznete,
velmi dostupně, v učebnici Základy sedimentologie od Zdeňka Kukala, která vyšla v nakladatelství
Academia.
7.6 Klasifikace Pirletova
Belgičan H. Pirlet zavedl obecné názvosloví, které řešilo neurčitá determinační rozmezí
mezi jednotlivými alochemy a diagenetickými komponentami (někdy se stane, že z důvodů
rekrystalizace rozpoznáme v hornině málo a determinace nemá uspokojivou pravděpodobnost,
nebo dokonce není vůbec možná).
V takových případech špatně klasifikovatelných komponent avšak přesto viditelné nehomogenity
navrhuje Pirlet rozčlenění podle kvanta (nahloučení) těchto nejasných tělísek. Vytvořené
klasifikační boxy jsou:
a) kryptosomatity,
b) korpuskulární kryptity,
c) korpuskuliferní kryptity a
d) kryptity;
s hranicemi 50, 30, a 5% objemu tělísek (obr. 7f).
7.7 Klasifikace Pettijohnova
F.J. Pettijohn je znám propagací trojúhelníkových semi-kvantitativních členění navazujících na
tradice jiných předchůdců.
Umís uje do každého rohu jednu složku a sleduje jejich poměr v přepočtu na 100% (tak
jak se to dělá u chemismu).
Příkladem může být řada ooidy / zrna křemene / biodetrit. Rozmezí horninových typů ovšem
ctí spíše tradici pojmů než pravidelnou geometrii členění. Začneme-li od vrcholu ooidy doprava
dokola, vidíme Pettijohnovu políčkovou sekvenci:
a) oolit,
b) písčitý oolit,
c) vápnitý ortokvarcit,
d) písčitý spergenit,
e) spergenit / a opět zpátky oolit.
f) při 90% vrcholu u klastů křemene je ortokvarcit a ve vrcholu biodetritu je umístěna
g) mikrokokina [microcoquina] (obr. 7g).
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 48
Obr. 7e Kukalova klasifikace vápencových sedimentárních hornin.
7.8 Klasifikace Kontova
Velmi precizně tento trojúhelníkový princip klasifikace rozvinul J. Konta v roce 1972.
Je to klasifikace pozoruhodná a pro nehojné případy směsných karbonátů klíčová. Zdůrazňuje
ovšem ne Folkem zavedené komponenty, nýbrž minerální složení. Kontova klasifikace, nebo její
vícerozměrové analogie (a již v minerálním složení nebo poměru karbonátových komponent
a struktur) nedošly sice zatím masového uplatnění, nicméně jejich systémová a striktně
kvantitativní povaha je lépe použitelná pro kvantitativní zachycení dat a jejich následné kódování
a zpracování než je tomu u jiných klasifikací (viz obr. 7h a 7i). Mimo jiné i H.C. Sorby by musel
čekat, kdyby se toho dožil, 100 let na úspěch své klasifikační koncepce.
7.9 Klasifikace Dunhamova a jeho následníků
Společným znakem výše uvedených klasifikací je to, že mohou být použity až po určitém speciálním
tréningu na karbonátových horninách. Běžné, hrubě popisné záměry proto přitahují uživatele
k co nejsnadněji použitelným klasifikacím. Takovou je rozvinutá Dunhamova [Danhemova]
klasifikace (obr. 7c).
Jádro klasifikace, základní čtyři třídy, zavedl R.J. Dunham v r. 1962 — s ohledem
na jednoduchost a vztah k hrubým sedimentologickým rysům sedimentu. Později byla tato
strukturně-texturní smíšená klasifikace dopněna o další třídy Kana any A.F. Embrym a J.E.
Klovanem a ještě později thaiwansko-belgickým Číňanem H.H. Tsienem [Čenem].
Třídy Dunhamovy klasifikace jsou tyto:
’Lime mudstone’ — kalový vápenec. Původní název ’mudstone’ se kryl s názvem „bahnovců“
= jílovito-prachovitých hornin s případnými vzácně rozesetými zrníčky písku. Proto přibyl do
názvu prefix k odlišení vápencové povahy této horniny. Patří sem horniny tvořené v naprosté
49 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 7f Pirletova klasifikace karbonátových hornin založená na rozmístění tělísek.
většině jemnými, mikroskopickými úlomečky a krystalky karbonátu. Příměs větších zrnek je
velmi slabá.
’Wackestone’ — kalový vápenec s nepočetnými zrnky pískové velikosti. Tyto horniny jsou
velmi časté. Klasifikačně a geneticky podstatná je povaha drobných organických úlomečků pískové
velikosti: jsou to bu drobné celé schránky — biomorfa, nebo jejich jemná dr — bioklasty.
’Packstone’ — vápenec napěchovaný bioklasty. Bioklasty bývají zpravidla jemné a ostrohranné.
Existuje totiž silná korelace, že jsou-li zrna obroušená a zaoblená, pak v hornině
tímto promýváním silně ubylo mikritu. Dominantní alochemy nalézané ve ’wackestone’ nebo
’packstone’, např. úlomky amfipor, stachyodů, krinoidů, brachiopodů, mechovek …, se dostávají
v konkrétní podobě do názvu: např. — amfiporový packstone. V těchto klasifikačních boxech
se však objevují i litoklastické mikrobrekcie a další speciální horniny. To lze snadno za první
charakteristiku packstone dodat.
’Grainstone’ — vápencový pískovec. O co jde, je jasné už z posledního neformálního názvu.
Zrnka horniny mohou být jak bioklasty tak i litoklasty. Časté je zaoblení a velikostní vytřídění
zrnek, zároveň s vymytím většiny mikritu (ten se při bouřce vznese do vodního mraku a putuje
jako závoj rifového mléka desítky až stovky kilometrů jinam, pokud to konfigurace pánve, vznos
a proudy dovolí). Existují i typy, kde mikrit z některého z možných důvodů ještě stále z části je.
Potom hovoříme o špatně promytém vápencovém pískovci.
’Rudstone’ — litifikovaný vápencový štěrk, vápencový slepenec nebo brekcie. Klasifikační
tradici odpovídá d > 2 mm; ovšem z hlediska skutečnosti, že právě horniny na přechodu
’grainstone / rudstone’ jsou mimořádně hojné, je lépe užívat d > 5 mm. Potížím s hranicemi
okolo 2 mm se dá také čelit hraničním názvem grainstone / rudstone, což je dnes velice běžný
zvyk v mezinárodní literatuře. ’Rudstone’ je obvykle vápencová brekcie. Rozlišujeme, zda je štěrk
smeten do kalu (= parakonglomeráty, parabrekcie), nebo zda je skutečně vymytý od mikritu.
Do této klasifikační třídy patří i hrubé akumulace korálomorfních a jiných skeletů. U korálů
však převládá pojem korálová dr [coral rubble], u schránek a ulit lumachela a kokina. K názvu
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 50
bývá někdy připojena i základní charakteristika tmelu (např. s meniskovým tmelem, zonálními
fenestrálními strukturami …).
Tento systém se podobá hrubé klasifikaci silikátových sedimentů (řada jílovců-prachovců,
pískovců až slepenců-brekcií), má ovšem citlivější třídy v oblasti kalových hornin.
Pro horniny rifových komplexů byl doplněn o třídy:
’Bafflestone’ — kartáčový lapač. Tato hornina představuje materiál, který se zachycoval
v kartáči větévek nebo v jiném složitě tvarovaném reliéfu, např. tvaru kartáče nebo lištovitých
voštin. Byla-li živá struktura lapače po odumření snadno destruovatelná in situ, vznikají též
přechodné struktury k typům ’rudstone’ (viz výše) nebo ’floatstone’ (viz níže v textu). Kritickým
znakem je míra přemístění úlomků. Jsou-li více méně na místě, je zde zjevné podezření na
bafflestone. Mnoha pracemi je dokázán omyl mnoha rifologů. Ti se totiž domnívali, že korálový,
souvislý a pevný koberec má pod sebou vždycky totéž — hromadu korálů narostlých na sebe.
Ve skutečnosti však až 95% korálových povrchů rostoucích na témže místě po delší dobu pod
sebou zanechává pouze dr . Dokázaly to již vrty na atolu Bikini v 50. letech, nově pak série
sond a mělkých vrtání na Bahamách, v Austrálii i na Filipínách. Korálové trsy neodumírají totiž
naráz a ty mrtvé bývají destruovány vrtavými houbami a bouřkovým vlněním. Svůj vliv má
i mechanika sedimentu, sesedání a plouživý skluz.
’Bindstone’ — svazovaný vápenec. Hornina obsahuje různé bioklasty, litoklasty, mázdry
vápencového písku nebo kalu. Rozhodující je křížové provázání kalciklastického sedimentu organogenními
povlaky (řasy, mechovky, připevněné velké foraminifery, stromatopóry, koráli). Tyto
organismy o vázání sedimentu usilují soustavně, ale úspěšně jen tehdy, kdy jim to sedimentace
nebo útoky konzumentů a parazitujících nákaz dovolí. Vzniká tak určitá nehomogenita horniny.
Název zní podobně jako název nadřazené skupiny ’boundstone’, která sdružuje více vysloveně
rifových podtypů (tj. bafflestone, bindstone, coverstone, framestone, biocementstone a floatstone).
’Coverstone’ — pokrývaný vápenec. Hornina obsahuje celé sety jemných sedimentárních
jednotek (vrstviček), které byly uloženy jako vápencová bahna, písky nebo štěrky. V určitých
intervalech, zpravidla kratších než je perioda efektivních, mimořádných bouří, které by přemístily
materiál do valů, dun, nebo by jej úplně vyklidily, je sediment překryt a fixován souvislým
organogenním povlakem (řasové rohože, plátovití koráli).
’Floatstone’ — koráli plovoucí v jemnější hmotě horniny, analogon balvanitých bahnovců
silikátových klastik [pebbly mudstone]. Je horninou opravdu častou. Trsy bývají přemístěny
obvykle jen na malou vzdálenost, protože jinak by jich bylo bu méně, nebo by se hornina spíš
podobala typu rudstone — vápencovému slepenci nebo konglomerátu, nebo by transportem došlo
k destrukci korálů na drobnější částice. ’Floatstone’ lze definovat jako ’packstone / grainstone’
s plovoucími, do sedimentu jednorázově nebo jen v několika epizodách přemístěnými korálovými
trsy. Zpravidla se jedná o odlomené korály spadlé do nějaké ploché mísovité prohlubně
s mikritovým dnem, o valivé trsy korálů pohybující se po bahnité rampě, nebo o ojedinělé
korálové trsy přežívající v řasových porostech. Velmi specifickým případem jsou koulející se
koráli (horizonty tenisových míčků a fotbalových míčů). Jeden z prvních objevů těchto hromadně
se vyskytujících ’živých fotbalových míčů’ pochází z 60. let a to z ramp na tichomořském pobřeží
Panamy.
’Framestone’ — pevná konstrukce z na sebe přirůstajících skeletů. Je tvořena korály nebo
jinými rifogenními organizmy. Tento typ sedimentu tvoří jen malou část rifových komplexů.
Vyskytuje se v drobných rifech [patch reefs] v lagunárním prostředí, kde chybí dostatečná
mechanická destrukce vlněním, nebo dostatečná činnost vrtavých nebo ohryzávajících organismů.
Také jej nalézáme někdy na okraji rifu, zvláště, je-li vnější okraj rifu ukloněn mezi 35–90°,
případně je mírně převislý. I zde se mohou vytvořit podmínky pro ’framestone’, ačkoliv účinky
vlnění jsou mimořádné. Je tomu tak proto, že veškerá odlomená dr je smetena mimo tuto
hranu; zpravidla padá do předútesového osypu (talu), někdy též přeletí hranu až do okraje
laguny. Druhým důvodem je někdy intenzivní tmelení této rifové hrany. V dnešních rifových
strukturách je framestone častější než např. v devonu, přesto netvoří více jak 2–4% sedimentů
velkých rifových komplexů. Původní objemové přecenění tohoto typu rifových usazenin je dáno
51 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
spojením, že rif je skalní kulisa zároveň osídlená živými organizmy. I dnes však převládají bu
mrtvé povrchy anebo povrchy opravdu rifové, ale v podkladu s rozpadlým štěrkem korálových
skeletů.
Poznámka: Diskuse, co je to korálový rif (útes), je stále živá. Vyústila v různé definice rifu:
a) rif biologický (ten je charakterizován typickým pokryvem rifového společenstva);
b) rif morfologický (rozeklaná skaliska obrůstaná korálomorfy; často jsou to spíš jen osídlené
utopené klify starších vápenců);
c) rif sedimentologický (vše, co souvisí s aktívně rostoucím vápencovým tělesem; včetně čelních
osypů, vějířů a vzadu ležící laguny) a
d) rif stratigrafický (naduřující vápencové těleso uvnitř horizontálně nebo klínovitě uspořádaných
vrstevních sekvencí).
’Biocementstone’ — jemně klastické vápence, masivní, tmelené vlivem mikroorganizmů na
pevnou horninu. Jednotlivé vrstvičky bývají na rozdíl od ’coverstone’ nebo varvitově zvrstveného
stromatolitu slabě rozeznatelné. ’Biocementstone’ bývá součástí časně litifikovaných kalových kup
[mudmounds]. Ačkoliv se vyskytuje v turbulentní zóně, kal odolává zvíření a resedimentaci.
Objevují se trhlinky, loužené dutinky, případně eroze a kostkovitý rozpad svrchních částí vrstvy,
který je spojen s redepozicí intraklastů. Rychlé tmelení mohou vyvolávat sedimentem prostupující
baktérie a sinice, vzácně organizmy větší (vytvářejí-li hustě prostorově propletená, jemná doupata
s vytmeleným a zpevněným okolím). Není to však případ řasových rohoží, které jsou pouze na
povrchu sedimentu.
7.10 Nesystémové pojmy vžité v geologické praxi
Vedle systémových klasifikací se setkáváme s nesystémovými pojmy praxe. Několik jich je možno
uvést, jako příklady:
a) ’ammonitico rosso’— červený hlíznatý vápenec s hlavonožci,
b) ’griotte’ — lehce narůžovělý, mírně hlíznatý vápenec s roztroušenými kolumnáliemi krinoidů,
c) ’plattenkalk’ — zpravidla šedý, deskovitě odlučný, dobře vrstevnatý vápenec,
d) ’flaserkalk’ — kompakčně a střihově vytažené laminy, podle kliváže zčásti odlučné,
e) ’pudding’ — jemně krystalické masivní vápence s plovoucími objekty,
f) ’kalcisiltit’ — jemná vytříděná mikrobrekcie nebo intrabioklastický packstone úpatí kontinetálního
svahu nebo bahnitých plošin,
g) ’zlatá opuka’ — masivní mělkovodní kalcisiltit s vysokým obsahem křemenného prachu
a jílovitou příměsí.
Pojmů tohoto typu existuje samozřejmě mnoho, daleko více, než je zde uvedeno. Nelze je sice
doporučit pro vědecký jazyk, nicméně mají výhodu ve své jedinečnosti a podporují představivost
při předávání základní informace informace o nápadných typech karbonátových hornin.
7.11 Klasifikace podle geneze hornin
Karbonátové sedimenty bývají členěny také podle událostí, které transport a depozici vyvolaly.
Nejběžnější kategorie používané v této klasifikaci jsou tyto:
Tempestity — bouřkové sedimenty. Silné bouře zvíří i hrubší materiál. Vytvářejí se:
a) místa s reziduálním štěrkem a erozí;
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 52
Obr. 7g Příklad Pettijohnovy trojúhelníkové klasifikace: řada ooidy, skeletální detrit, klasická zrna křemene.
Obr. 7h Příklad trojúhelníkové klasifikace směsných karbonátových sedimentů; řada vápenec — jíl — křemenný
prach.
53 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 7i Příklad Kontovy trojúhelníkové klasifikace směsných karbonátových sedimntů; řada vápenec — uhelná
substance — bitumen.
b) místa se hřbítkovým zvrstvením [hummocky-cross stratification — morfologie dna se skládá
z van a boulí], nebo
c) masivní lavice karbonátového písku, někdy se zjemněním úlomků a čeřinami při povrchu
vrstvy.
Jako rozlišovací znak mohou sloužit silné turbulentní domény metrového řádu — tedy lokálně
chaotické uspořádání částic sedimentu.
Bouře stěhují i valy karbonátového písku (bary).
Struktura tempestitu reaguje na průběh bouře, a proto je vertikálně dosti proměnlivá.
Distální tempestity na okraji vířeného a přesunovaného mraku částic se stále více podobají
turbiditům (= sedimentům uložených z různých typů gravitačních proudů), nebo se také začínají
vzájemně podobat podmínky jejich ukládání.
Turbidity (gravitity) — depozice ze suspenze nebo úlomkotoku gravitačního proudu.
Turbiditní proudy se vyvíjejí po odloučení porce sedimentu z podmořského svahu sesuvem,
nebo pádem bouřkou stěhované porce sedimentu po mořském svahu dolů. Jejich vznik je
analogický lavinám. Zpravidla se rozjíždějí rychle po svahu směrem dolů, odporem vody vznikají
turbulence a rozptyl částic do vířícího mraku. Do pohybu se dostává celá těžší suspenze jako
objekt (mračno, proud) a pokračuje dále na dno pánve.
Suspenze mohou být řídké a husté a mají vnitřní hustotní a proudový vývoj, který se liší
případ od případu.
Kolabující turbidity postupně ztrácejí energii a sediment se rozprostírá na značnou plochu.
Častým rysem je vzhůru se zjemňující zrno turbiditního sedimentu, interakce částic mohou
však vyvolat při hustější suspenzi opačný efekt — vyplouvání větších klastů.
Homogenní nebo nejrůzněji komplikované sekvence ve vrstvě sedimentu z jednoho turbiditního
proudu nebývají výjimkou.
7. KLASIFIKACE KARBONÁTOVÝCH HORNIN 54
Turbulentní a oscilační jevy uvnitř proudu způsobují usměrnění částic (v eliptických
doménách nebo s maximy uspořádanými do kříže), za určitých podmínek vznikají čeřiny na
povrchu lavic (často jazykové). Jsou-li přítomny velké částice při bázi, v trakční vrstvě, bývají
uloženy doškovitě (imbrikovaně), tak jako třeba v řece, t.j. s úklonem svých velkých plošek ve
směru proti proudu. Turbidity vnikají do prostředí jen občas, pokud se tam právě neřítí, probíhá
obvykle pomalá sedimentace jemných suspenzí širokého moře (= sedimentační pozadí).
Když prostor vyklizuje silný geostrofický proud, může toto sedimentační pozadí chybět.
Místo něj může být přítomno ploché skalní dno nebo polozpevněný sediment z vymytého
reliktu předešlého turbiditu.
Zvláště distální turbidity mohou být sedimentovány zároveň za účasti jiných trakčních
proudů, které běží podél dna a modifikují jak samotný vyznívající turbiditní proud, tak jeho už
uložené sedimenty. Vznikají tak sedimenty smíšené geneze.
Vápencové turbidity byly popsány nejenom ze širokomořských pánví, ale i z prostorů mezi
rify a z lagun.
Konturity — vznikají ukládáním z proudů běžících konturově napříč svahem. Řada proudů
běžících v různých vrstvách stratifikované mořské vody se opírá o břeh. Ty potom bu rozbíjejí
stratifikaci vod, nebo běží přibližně podél břehu. Jejich rychlost obvykle kolísá na hranici
možností dostat do vznosu středně velká zrnka písku. Výsledek se projevuje u vápenců jako tence
zvrstvené sekvence s mnoha plochými erozemi a s dlouhodobějšími resedimentacemi materiálu.
Jak konturity, tak i předešlé turbidity jsou chápány hlavně v prostředí kontinentálního svahu
až abysálu. Jejich méně rozměrné analogie jsou však běžné i v hloubkách pouze několika desítek
metrů.
Inundity — záplavové redepozice. Sedimenty stěhované během mimořádných bouřlivých
záplav na přílivo-odlivovou plošinu, do pásma estuárií a malých tůněk a jezírek za přílivovou
čárou, až na předtím zcela vynořené, ploché a nízké povrchy. U vápenců je charakteristické
jejich prokládání mocnými plážovými krustami [beach rocks]. Inunditová vrstva nese znaky
prudkého kolapsu odvodněním a její povrch je mnohdy ovlivněn odtokem vody i pozdější erozí.
Hydraulicky vybuchující tubusy vzhůru nejsou vzácností. Karbonátové inundity bývají většinou
nečisté, hojně obsahují mikrit a mikritové hrudky, mají příměs jílu a nekarbonátových zrn.
Jednotlivé polohy inunditové vrstvy mají mezi sebou pozvolné přechody.
Tidality — sedimenty přílivo-odlivové zóny. Ve vápencových tidalitech dominují dva rysy:
Jednak se vlivem přílivu a odlivu formují proudy přetahující sediment složitě sem tam. Mohou
vznikat protichůdná šikmá zvrstvení [herring-bone bedding], mázdry, závalky a zejména sítě
kanálů. Je-li plošina litifikovaná, což je u vápenců častým jevem, pak se vytvářejí pouze kanály
a tůně s podpovrchovou komunikací. Ty mívají na dně onkoidy. Periodicky se zde také mohou
vyskytovat rozsáhlejší stromatolitová pole a pestrá škála jiných specifických sedimentů mělkovodí
(plážové krusty, sedimenty mangrovových porostů, bahna s hlízkami červených řas provrtávaná
kraby a jinými korýši).
Další kategorie mají ke karbonátovým sedimentárním tělesům pouze okrajový vztah:
Homogenity — homogenní vrstvy sedimentu (zvláště vápencového kalu), které jsou ostře
ohraničeny vůči podloží a nadloží. Předpokládá se uložení gravitačním proudem vyvolaným
tsunami velké intenzity.
Periodity — rytmicky se střídající různé druhy sedimentů, v našem případě čisté karbonáty
a karbonáty s jílovou příměsí; střídání vzniká pravidelnými oscilacemi klimatu. Převažuje
sedimentace ze suspenze, v hlubší pánvi nebo v chráněné laguně.
7.12 Použití klasifikací
Uvedené klasifikace pomáhají vývojově ohodnotit vápencové komplexy, řešit genezi a vztahy
mezi geologickými tělesy, popř. charakterizovat prostředí vzniku (poměry v pánvi).
55 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 7j Příklad klasifikační vícerozměrové grafiky — technologicky významné parametry: poměr porozity, dolomitu
a kalcitu; jílu a hustoty mater. dislokací.
Každá z uvedených klasifikací má svoje výhody a nevýhody, podle charakteru karbonátového
sedimentárního tělesa nebo karbonátové horniny, kterou posuzujeme. Proto se v současné době
upouští od užívání „univerzální nebo jednotné“ klasifikace. Většinou se používá rozvinutá
Dunhamova klasifikace, s některými prvky Folkovy, Leightonovy, Kukalovy nebo genetické
klasifikace hornin.
Je vhodné, aby každé použití klasifikace bylo též na druhé straně doplněno informací o složení
a stavbě horniny vyjádřené pokud možno v exaktních souborech kvantitativních dat (měření,
analýzy mineralogického složení, nerozpustného zbytku a chemizmu).
Tradičně používané klasifikace často selhávají při porovnání s vrtnými geofyzikálními
záznamy. Zde jsou z technických důvodů pro posouzení horniny důležité:
a) pórovitost (kvantita a kvalita pórů a jejich výplní; a již jde o pevnou, kapalnou nebo plynnou
fázi),
b) minerální a petrografické složení (přítomnost jílu, dolomitu, křemene, vulkanických klastů),
c) kvantita a geometrie poruch v hornině (intergranulár, dislokací, uzavřenin, krystalových
defektů) — viz obr. 7j.
Pro rozbor struktury a geneze karbonátových těles jsou významné rovněž:
a) petrografické markery,
b) hlavní sekvenční hranice spojené s erozí a
c) charakteristika (nebo přímo typizace) vnitřního obsahu sekvencí.
8. FACIE KARBONÁTOVÝCH SEDIMENTŮ
8.1 Základní rozdělení sedimentárních facií
Abychom pochopili celkovou konfiguraci, musíme brát v potaz co nejvíce zjistitelných znaků
hornin. Komplex znaků charakterizujících typ horniny chápeme jako tvářnost horniny — facii.
Přestože kriteria facie jsou často zjednodušována na základní rysy (velikost zrna sedimentu),
dnes se věda převážně vrací ke komplexnímu pojetí facie, která představuje už podle A. Gresslyho
(z r. 1838!) jednotu petrografických, paleontologických i ostatních geognostických dat. Znamená
to, že facii indikují fyzikální, chemická i paleobiologická data pořizovaná se zvláštním ohledem
k časové relaci.
Základní rozčlenění karbonátových sedimentárních facií obsahuje tři skupiny:
a) sedimenty karbonátových šelfů, plošin a rifů, většinou akreční rifové a lagunární typy
a bouřkami resedimentované vrstvy — tempestity,
b) sedimenty kontinentálních svahů, koryta a vějíře, většinou uloženiny gravitačních proudů —
skluzy, turbidity,
c) sedimenty oceánského dna, většinou hemipelagity s dosahem jemné frakce turbiditních
redepozic a pelagity složené z částic karbonátu klesajících z volného vodního sloupce.
Sedimenty karbonátových šelfů patří k nejlépe viditelným a nejvíce prostudovaným faciím.
Mnohé rifové formace se liší již svým tvarem při hladině moře nebo vazbou k podložnímu
reliéfu (např. lemové rify, pokryvy guyotů a atoly na oceánských bazaltových horách; kalové
kupy na elevacích mořského dna, v prostředí obklopujícího hlubšího šelfu — obr. 8f).
Pravděpodobnost výskytu facie má vztah k objemu faciálního tělesa (jeho vertikálním
a laterálním dimenzím), k času, k organickým společenstvům fungujícím při karbonátové akreci
a k tektonickému režimu daného úseku zemské kůry. Výskyt facií karbonátových těles a jejich
dimenze není nahodilý — je naopak vysoce indikativní vzhledem k času, tektonickému režimu,
paleogeografii a klimatu.
8.2 Mikrofacie karbonátových sedimentů
Zjednodušování aparátu faciálního studia na odlišení různých typů kalciklastických sedimentů
v kontrastu s rifovými strukturami se odrazila v jeho nižší použitelnosti pro složitější úlohy.
Jako reakce na tento trend zdůrazňující mechanickou stránku vzniku sedimentu vznikla
nauka o mikrofaciích, která se snažila o co nejjemnější rozlišení, při použití všech dostupných
organických i anorganických znaků horniny.
Pojem mikrofacie byl sice původně určen pro znaky z výbrusů a nábrusů, ale postupně
expandoval na vše, co lze vyzkoumat ze vzorku horniny. Samotné slovo mikrofacie zavedl do
literatury J.S. Brown v souvislosti s metamorfity a rudami. U vápenců použil mikrofacie J.
Couvillier v r. 1952. V šedesátých letech 20.st. byly odstartovány první mikrofaciální práce
v dnešním slova smyslu.
Kombinace význačných znaků paleobiologických a petrografických umožnila velmi jemné
definování konkrétních typů horniny v daném profilu až po největší detailnost (nebylo výjimkou,
když z jednoho souvrství vápenců bylo popsáno až několik set mikrofacií).
56
57 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 8a Tři různé profily okrajem karbonátové plošiny (útesového komplexu) podle Wilsona.
Obr. 8b Umístění standartních mikrofacií (SMF) v ideálních faciálních zónách (FZ).
8. FACIE KARBONÁTOVÝCH SEDIMENTŮ 58
8.3 Standardní mikrofacie
Snahu vyznat se v již popsaném množství n×105
mikrofacií završili dva autoři J.L. Wilson
a E. Flügel. Flügel podal v r. 1972 základní nástin, ten pak současně dopracovávali oba dva.
Výsledkem je model 24 standardních mikrofacií (SMF):
SMF 1: Spikulit. Kalová vápencová hornina s početnými jehlicemi hub.
SMF 2: Kalcisiltit. Vytříděná frakce bioklastů prachové až jemně pískové velikosti.
SMF 3: Pelagické typy wackestone. Horniny, řídce plněné drobnými biomorfy — např.
pomalu sedimentující vápencová bahna s radioláriemi (nebo sférami planktonních
prasinofytních řas).
SMF 4: Mikrobrekcie. Drobné, polozaoblené a vytříděné bioklasty a litoklasty. V základní
hmotě mikrit. Častý je vzhled jemné ’černo-bílé krupičky’.
SMF 5: Typ grainstone se špatně tříděnými zrny, špatně propraný. Mezery mezi zrny jsou na
svém dně zaplňované mikritem. Spodní část vápnitých pískových vějířů pod rifovými
komplexy.
SMF 6: Vápencové štěrky, typ rudstone, osyp hrubě úlomkovitého materiálu před rifem nebo
okrajem karbonátové plošiny.
SMF 7: Všechny typy vápenců pevně svazované rifogenními neboli útesotvornými organismy
(zvláště pak typy bindstone a framestone). Předpokládá se tvorba na hraně plošiny
nebo rifu.
SMF 8: Typ packstone s biomorfy. Drobné fosílie nejsou příliš rozlámané. Klidnější ukládání
v depresi.
SMF 9: Typ packstone s bioklasty. Nahloučení různých a různotvarých bioklastů v mikritové
základní hmotě. Velmi hojný sediment zvláště v laguně a na klidnějších rampách.
SMF 10: Redeponovaná povlékaná zrna (kortoidy) a kuličky (peloidy) v mikritové základní
hmotě. Prohlubně u rozsáhlých mělčin.
SMF 11: Typ grainstone se zaoblenými částicemi, přítomna jsou též povlékaná a mikritizovaná
zrna.
SMF 12: Typ rudstone tvořený výhradně bioklasty — hrubé skeletální redepozice. Mikrit
vyplaven. Lumachela (lumachella) nebo kokina (coquina).
SMF 13: Onkoidy a řasami povlékané bioklasty, hustěji akumulované. Znaky třídění a vyplavení
mikritu.
SMF 14: Lags. Zbytkový sediment po vymývání. Často zčernalý, s železitými, manganovými
nebo křemennými kůrami. Občas se objevují ooidy, extra- a intraklasty, hlízy.
SMF 15: Oolity, mikritová základní hmota je zcela vymyta. Neustálé přemývání na mělčině.
SMF 16: Peletové vápence, fekální hlízky. Přítomnost ostrakodů nebo jiných drobných skeletů.
Proměnlivé množství mikritu.
SMF 17: Agregátové vápence. Různé hrudky a karbonátovými povlaky slepené kuličky (typu
lumps, grapestone).
SMF 18: Foraminifero-řasový písek. Více nebo méně mikritu. Obsaženy i pelety a peloidy. Častý
v širokých průlivech a v lagunách.
SMF 19: Laminované mikritové vápence s peletami. Drobné otevřené struktury tvaru ptačích
oček, nebo tvaru písmene T a H. Speciální název loferit. Mělká prostředí.
SMF 20: Řasový stromatolit. Jemné klasty fixované na vršcích vyboulenin řasovými povlaky
(v kanálcích odtok). Přílivo-odlivové pásmo.
SMF 21: Spongiostróma. Vápenec se svraštělými povlaky řas, sintrů, s dutinami po vyhnilých
organických částicích, s bublinami a kanálky. Příbřeží a estuárie za břežní čárou.
SMF 22: Mikritový vápenec s rozptýlenými onkoidy. V depresích pod ústími přílivo-odlivových
kanálů.
SMF 23: Homogenní, mikritový vápenec s příměsí sádrovce. Zejména chemogenní režim
krystalizace. Odpařování.
59 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 8c Zastoupení faciálních typů, střední hodnoty pro posledních 550 Ma, pro tělesa přetrvávající po více jak
10 Ma.
SMF 24: Typ rudstone, s bioklasty a litoklasty. Reliktní sediment na dně přílivo-odlivových (=
výčasových) průlivů. Štěrky občasně vynořovaných „mrtvých“ rifových plošin.
Systém standardních mikrofacií odráží zejména výrazné typy karbonátového šelfu a jeho
okraje.
Sedimenty kontinentálního svahu a oceánského dna jsou méně rozčleněny.
Klasifikační boxy jsou někdy centrované na dobře odlišitelných, téměř nespojitých stavech
sedimentu (např. vázané sedimenty, nebo oolity). Ve většině případů je však umístění klasifikačních
boxů umělé. Navazuje na obvykle registrované znaky, nikoliv na kvantitativní změny
v distribuci horninových typů anebo ostrost jejich přechodů. Proto často nalézáme zcela plynulé
hraniční přechody mezi jednotlivými SMF.
8.4 Faciální zóny
Hlavní význam systému standardních mikrofacií je ve spojení s faciálními zónami (= typickým
umístěním SMF v profilu od pobřeží do pánve).
Rozmístění facií závisí na sklonu mořského dna před okrajem platformy (obr. 8a).
Faciální zóny navrhnul J.L.Wilson v r. 1975, jako průměrný model profil karbonátové pobřeží
/ šelf / svah / úpatí; obr. 8b). Faciální zóny jsou užitečné pro celkové dorozumění. Hodí se zejména
jako profil přes rify lemující pobřeží.
FZ 1: Hlubší pánevní prostory, s žádným nebo jen slabým přínosem materiálu z rifu nebo
karbonátové plošiny.
FZ 2: Úpatí kontinentálního svahu, nebo úpatí nejhlubších částí šelfových depresí, s mírným
přínosem velmi jemných klastů pocházejících z rifového prostoru.
8. FACIE KARBONÁTOVÝCH SEDIMENTŮ 60
FZ 3: Svah až hlubší část otevřeného šelfu. Často hlubší části svažujících se karbonátových
ramp (plochých povrchů). Objevují se mocnější vrstvy mikrobrekcií s bioklasty
a litoklasty z rifu.
FZ 4: Úbočí rifu a nebo mělčí část karbonátové rampy svažující se do otevřeného moře. Jsou
přítomny pískové vějíře a čelní osypy hrubého úlomkového materiálu z rifu i dílčí
korálové stavby vznikající na svahu rifu.
FZ 5: Čelní hrana karbonátové plošiny, rifový hřeben, včetně facií těsně za těmito prvními
vlnolamy.
FZ 6: Písčiny na rifu nebo karbonátové plošině, včetně případného zadního osypu směrem
do laguny.
FZ 7: Laguna s dobrou cirkulací vody (tzv. otevřená laguna).
FZ 8: Mělká a chráněná, zadní část karbonátové plošiny, za rifem a lagunami.
FZ 9: Sebka. Velmi mělká plošina a nebo tůňky, se značným odpařováním mořské vody
a vznikem evaporitů, vynořováním.
Mnohé karbonátové komplexy (zvláště v geologické minulosti) byly však organizovány
jinak: jako ploché zvlněné šelfy s kopulovitě vyboulenými dílčími elevacemi (často se vytvářely
i uprostřed širších mořských prostor). Tam se potom faciální zóny špatně zanášejí a ještě méně
zde platí obvyklé vztahy mezi standardními mikrofaciemi a faciálními zónami (takovým případem
je například středočeský silur a devon). Jiným případem jsou meziútesové prostory na Hranicku
(severní Morava), které mají smíšené znaky otevřené laguny i čelních svahů rifu.
Šablonovitost členění způsobuje, že řada těchto zón může v konkrétním karbonátovém
komplexu chybět nebo tyto zóny mohou být netypicky vyvinuté.
Jejich výskyt a pořadí závisí na reliéfu a na plošném rozmístění jednotlivých karbonátových
těles, na klimatu (teplotě, množství srážek, větrech a bouřích) a na mořských proudech. Co je však
zajímavé, a je konstatováno v mnoha kompendiích, stavba sedimentárních karbonátových těles
je mnohdy podobná, ačkoliv hlavní útesotvorné organismy z jednotlivých geologických období
patřily k odlišným skupinám.
Zastoupení facií sice kolísá, ne však natolik, aby nemělo smysl uvažovat o středních hodnotách
jejich procentuálního objemu v karbonátových komplexech obecně (obr. 8c).
Faciální zóny jako čísla se používají, ale morfologické termíny mají přednost: např. čelní
osyp, hrana karbonátové plošiny, karbonátová plošina, laguna, bariérový rif, lemový rif, dómový
(= kupolový) rif, kalová kupa, předútesová bioherma, lagunární bioherma (většinou, = skvrnový
rif či útes).
8.5 Rifová synopse
Nauka o rozmístění faciálních zón, jejich objemech a relacích již tvoří přechod do oboru
tzv. rifové synopse. Rifová synopse je obor, který se zabývá vzory uspořádání rifových facií
a ekosystémů, jejich kvantitativními relacemi, přemis ováním a vývojem v čase.
Karbonátový nárůst, aktivně rostoucí skeletální akumulace (anglicky — carbonate buildup)
má určitá pásma maximálního narůstání (akrece). Ta jsou téměř vždy na mělkovodních hranách
rifu nebo plošiny.
Při stoupání mořské hladiny (highstands) má tato hrana tendenci postupovat směrem
k centru souše tak, jako břežní čára.
Při poklesu mořské hladiny (lowstands) tato hrana naopak má tendenci postupovat směrem
do moře tak, jak se stahuje zpátky břežní čára.
Sedimenty před, méně za okrajem karbonátové plošiny, jsou převážně klastickými karbonátovými
sedimenty. Zdroj karbonátového klastického materiálu není ovšem omezen pouze na
rifovou hranu, nýbrž vzniká z podstatné části také přepracováváním sedimentu na svahu.
Dílčí rifová tělesa rostou také na čelním svahu rifu, jsou to předútesové biohermy.
61 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 8d Gravitační proudy (skluzy a turbidity) a suspenze v připovrchových proudech hnaných větrem.
Rostou také izolovaně nebo ve skupinkách v laguně nebo na plošinách mezi čelní hranou
plošiny a břehem, jsou to lagunární biohermy a útesové trsy neboli skvrnové rify (patchreefs).
Hlavními kritérii, která umožňují rozeznat dílčí rifová tělesa a prostory, je míra komunikace
s otevřeným mořem a míra ovlivnění silným vlněním. To můžeme poznat z toho, jaké
litoklasty a bioklasty jsou v sedimentu přítomny. Například amfipory jasně indikují chráněné
prostředí (např. lagunu), zatímco nálezy hlavonožců, krinoidů, drobných planktonních tentakulitů
a konodontů, ukazují na otevřené moře. Světlé zbarvení vápenců (s vymytým mikritem, bez
jemně roztroušeného pyritu a s oxidovanou organickou hmotou) ukazuje na podmínky v dobře
prokysličené a cirkulující vodě, zatímco u tmavých vápenců je tomu naopak.
Abychom si sestavili představu o celém karbonátovém komplexu, děláme vždy profily, nejlépe
napříč přes tušené rozmístění faciálních zón (a už na povrchu nebo ve vrtech). Nemáme-li tuto
možnost (když pracujeme například v nějakém odloučeném tektonickém segmentu, nebo ve špatně
odkrytém terénu), pak především zjiš ujeme znaky stavby sedimentu (včetně měření orientace):
a) Jakého typu a orientace jsou přednostní usměrnění válcovitých bioklastů, protože vlnění
vytváří dvě zkřížená maxima, z nichž větší převážně souhlasí se směrem břežní linie. Toto
bylo s úspěchem použito například při studiu devonských rifů v Kanadě.
b) Laterální změny ve složení vrstvy, abychom zjistili, na některou stranu přibývá fauny
otevřeného moře nebo znaků silného vlnění (vymytí mikritu, intenzívnější rozbití korálů,
růst klků stromatopórových trsů směrem k otevřenému moři, někdy pomůže i zesvětlení
barvy vápence nebo zvětšení mocnosti vrstvy).
c) Směr transportu karbonátového klastického materiálu. Je-li přítomen kalciturbidit, hledáme
imbrikace klastů při jeho bázi nebo proudové stopy a čeřiny v jeho vyšší části. Je-li přítomen
nezvířený skluz, hledáme směr rotace větších klastů podle deformace sedimentu v jeho okolí.
Je-li přítomno plouživé sklouzávání sedimentu, hledáme smysl plastických nebo křehkých
střižných deformací uvnitř jednotlivých poloh ve vrstvě.
8. FACIE KARBONÁTOVÝCH SEDIMENTŮ 62
Obr. 8e Walkerovy-Muttiho F-kategorie ukazují vztah redepozice a výmolů k vzdálenosti od zdroje.
d) Indície sklonu mořského dna. Jsou-li přítomny v dutinách geopetální výplně (vzniklé pod
vlivem gravitace a indikující podloží a nadloží) a mají-li tyto výplně rovné vrstvičky, použijeme
je jako libelky a porovnáme jejich rovinu (původní horizont v době jejich tvorby) s rovinou
vrstevních ploch.
8.6 Gravitity, zejména turbidity
Facie turbiditních sedimentů svahu operují zejména se strukturně-genetickými a paleogeografickými
kritérii. Jejich základy položili A.V. Carozzi, P.H. Kuenen a A.H. Bouma v 50tých letech
20.st.
Klasifikace rozpracovali D.R. Lowe, R.G. Walker a E.Mutti do dnes používané podoby.
V podstatě existují dvě modelové situace:
a) Převážně hrubší sedimenty se uvolňují jako laviny na sedimentárně mírně živeném strmém
svahu, sjíždějí jako husté proudy, úlomkotoky a ukládají se níže, nakonec až při jeho úpatí.
b) Sedimenty se uvolňují na vyšší části sedimentárně silně živeného svahu, rozjíždějí se
a rozptylují do turbiditní suspenze, zatímco hustější spodní porce je většinou kanalizována
koryty a kaňony. Po vyústění na úpatí svahu vytváří turbidit zonální vějíř sedimentů
rozprostírajících se po mořském dně (obr. 8d).
Vzhledem k obvyklému odhadování pozice sedimentu v řadě proximalit / distalit — tj. blíže
k místu snosu nebo dále od něho — je používáno podobných kritérií jako v turbiditní sekvenci
ve smyslu odspodu — nahoru, či nejdříve — později (obr. 8e), příkladem jsou Walkerovy facie:
F1: hrubě úlomkovitý, valounovitý sediment s negativní gradací (= větší úlomky nahoře),
hustý proud, v němž interakce částic způsobuje vyplouvání valunů vzhůru.
63 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
F2: hrubě úlomkovitý, valounovitý sediment s pozitívní gradací (= větší úlomky dole),
méně hustý proud, v němž se již uplatňují účinky vznosu menších částic směrem
vzhůru.
F3-F4: štěrky až štěrčíky, s masivními neurčitě ohraničenými polohami až pouze řetízky
klastů.
F5: štěrčíky a písky s pozitívní gradací, často se strukturami po unikající vodě po uložení.
F6: písek se zřetelnou horizontální laminací rychlého proudu, z řídké suspenze s taženým
kobercem těžších částic při dně, zřetelné foresety (tj. výběhové diagonální laminy, ve
větším měřítku vrstvy) na hraně rostoucích horizontálních lamin nebo vrstev.
F7: písek a prach se slabou laminací.
F8: relativně masivní lavice jemného písku až kalu uložené z kolabující opět houstnoucí
suspenze.
F9: jemnozrnný materiál s horizontální laminací slabého proudu, případně s čeřinami
a nasedáním nejjemnější zbytkové suspenze. V přírodě je sekvence většinou vyvinuta
neúplně, jako celek slouží spíše jako modelový případ.
Velmi přibližně, Walkerova facie F1 znamená největší blízkost hrany karbonátové plošiny,
zatímco F9 největší vzdálenost.
Vzdálenostní význam je přičítán i tvaru výmolů, a to ve smyslu od proximalitů k distalitům:
S1: hluboké výmoly,
S2: výmoly zachycující bahnitý sediment,
S3: ploché, tabulární výmoly.
Systém turbiditních vějířů se často modifikuje během vývoje. Jednotlivé porce, u složitějších
systémů, nemají stejné složení zdrojového materiálu, výšku uvolnění, objem, průběh transportu
a uložení. Vnitřní poměry vyvíjejícícho a zanikajícího gravitačního (skluzového) proudu mají
mnoho specifik.
Některé z distálních facií na svahu a jeho úpatí (méně proximálních) jsou „turbiditní“, jen
co se týče původního zdroje klastů, zatímco další modifikace jejich zastoupení a uspořádání je
způsobena přepracováním konturovými, geostrofickými i dočasnými dnovými proudy.
8.7 Hemipelagické a pelagické facie
Hemipelagické facie jsou sedimenty s nízkou sedimentační rychlostí (5–18 m / milion let), kde
se mísí přínos od svahů a okrajů kontinentu (elevace) s materiálem, který „prší“ z volného
oceánského vodního sloupce. Jsou to:
a) směsi přepracovaných distálních turbiditů a spadu kalcitových schránek,
b) směsi tzv. horizontálních turbiditů (= daleko odnášených bouřkových suspenzí v připovrchových
proudech, nebo horizontálních apofýz turbulentní suspenze při pyknoklinách) a spadu
pelagických schránek.
Pelagické křídové sedimenty vznikají výhradně dopadem jemných organických krystalků
(např. nanoplankton);
pelagická bahna mají obvykle snížený obsah karbonátu a jsou poznamenána jemnou
rekrystalizací a rozpouštěním materiálu, který „prší“ s malou intenzitou z vodního sloupce.
Pro pelagické sedimenty je charakteristický spad odumřelých schránek planktonních organizmů,
např. radiolárií, planktonních foraminefer, kokolitů nebo dinoflagelátů (obrněnenek). Podíl jinak
zanedbatelného sedimentačního pozadí se v nich zvyšuje: sedimentace jemné minerální suspenze
z oceánské vody, atmosféry a jemných meteoritických částic.
8. FACIE KARBONÁTOVÝCH SEDIMENTŮ 64
Obr. 8f Základní formace rifových komplexů ve vztahu k reliéfu mořského dna a pobřeží.
Obr. 8g Přehled podílu různých typů organizmů na tvorbě karbonátových těles během fanerozoika.
65 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Rychlost sedimentace nanoplanktonu dosahuje maximálně 0,1 mm kypré vrstvičky za rok
(0,18 kg / m2
.rok). Tento maximální výkon se udržel soustavněji pouze v podmínkách svrchno
křídových moří (= tj., po přepočtu, až 100 m / milion let, což je již řádová hodnota velmi
slušné rifové akrece). Běžně je ovšem tato produkce již primárně o 1–2 řády nižší a rozpouštění
během pádu volným sloupcem oceánské vody snižuje výslednou akumulaci rovněž o 1–2 řády
(tj., výsledné rychlosti odpovídají 1–0,1 m / milion let).
Je samozřejmé, že pomalu sedimentující pelagická bahna mají rostoucí podíl jílových minerálů,
jemného rekrystalovaného eolického prachu a meteoritického prachu. Hemipelagické a pelagické
sedimenty nicméně mohou vyjímečně obsahovat velké schránky organizmů, jejichž zdrojem jsou:
(a) „utopené“ plovoucí mrtvé schránky na hladině,
(b) organizmy odpadlé od řasových koberců,
(c) organizmy přímo žijící v horní nebo střední vrstvě oceánu (scyfokriniti, graptoliti),
(d) organizmy pasoucí se nebo lovící v nektonu i abysálu nebo
(e) abysální kolonizace v blízkosti výronů teplých vod.
Do hemipelagických a pelagických sedimentů bývají často na dráze povrchových proudů
„utopeny“ také úlomky suchozemských rostlin.
9. SEKVENCE KARBONÁTŮ, JEJÍ PROSTOROVÉ A ČASOVÉ VAZBY
9.1 Nesouhlasně omezené jednotky
Se sekvencemi sedimentů souvisí pojem tzv. nesouhlasně omezených jednotek (= UBU,
unconformity bounded units).
UBU jsou takové přirozené jednotky sedimentů, které mají ostře fyzikálně sledovatelnou
hranici složení sedimentů a liší se navzájem výrazně svým vnitřním uspořádáním. Přitom tyto
jednotky mohou, avšak nemusejí patřit jednomu tektonoformačnímu typu pánve (tab. 9a).
Nesouhlasně omezené jednotky, jejichž hranice jsou nedislokované, tvoří sedimentární
sekvenci; mají-li hranice identické např. s násunovými plochami, jedná se o tektonickou sekvenci.
Se zdůrazněním tohoto pohledu studuje posloupnost sedimentárních těles tzv. sekvenční
stratigrafie. Pojem sekvenční stratigrafie se vyvinul z technologického pohledu na věc, při
seismickém profilování naftově nadějných klastických klínů na šelfech.
9.2 Vztah stratigrafie a sekvencí
Čím se liší tradičně pojímaná stratigrafie, sekvenční stratigrafie a tzv. eventostratigrafie s vysokým
rozlišením:
a) Tradiční stratigrafie zpravidla popisuje vrstevní posloupnost sedimentu ve vertikální linii.
Většinou zdůrazňuje určitý okruh znaků. Podle toho je nazývána např. :
— biostratigrafií (biota),
— litostratigrafií (horniny),
— magnetostratigrafií (paleomagnetismus),
— eventostratigrafií (události) nebo
— chronostratigrafií (interpretovaný čas).
Také tyto stratigrafie mají svá další rozdělení. Existuje např.:
— konodontová biostratigrafie nebo
— magnetická susceptibilitní stratigrafie.
Otázky náplně těles v jejich prostorové dimenzi jsou ponechány nauce o faciích.
b) Sekvenční stratigrafie popisuje posloupnost celých vrstveních celků sedimentů. Zabývá se:
— výraznými horizonty (markery),
— nesouhlasně omezenými jednotkami,
— sekvenčními hranicemi, které tyto jednotky oddělují (zvláště pak erozními diskordancemi),
— výraznými trendy vertikálního i laterálního vývoje uvnitř jednotek, a
— charakteristickými znaky náplně jednotlivých částí sekvencí (vč. periodicit vrstev).
Stratigrafie je modelována bu v plošném vertikálním řezu, nebo ve třech dimenzích.
S uplatněním dimenze času pak jsou takovéto podklady použitelné pro modelování tzv.
ropného okna.
Sekvenční stratigrafie klade důraz na pořadí určitých typů sekvenčních hranic, význačných
poloh (markerů), a vzorů ve vnitřním uspořádání dílčích těles.
c) Eventostratigrafie s vysokým stupněm rozlišení (HIRES — high-resolution event stratigraphy)
je zaměřena na dokumentaci sedimentů a sedimentárních povrchů, s důrazem na záznam
jevů i velmi krátkých (< 1000 let) nebo dokonce „okamžitých“. Sleduje fyzikální, chemické
66
67 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 9a Pohled v řezu na základní sekvenci — karbonátový komplex.
a biologické změny a jejich vzájemnou souvislost. Cílem tohoto přístupu je komplexnost,
obsažnost a jemnost. Měl by sjednotit různorodá data do velmi jemného nástroje, který tak
získá široce regionální až globální hodnotu. V potaz jsou brány návaznosti ve vertikálním
i laterálním smyslu. Tím se může stát HIRES nástrojem pro uplatnění chronostratigrafie.
Společným cílem všech stratigrafických přístupů je:
— charakterizovat,
— klasifikovat,
— korelovat a
— interpretovat superpozici sedimentálních jednotek.
9.3 Základní sekvence
Jednotky UBU jsou zároveň sekvencemi. U základní sekvence se časový rozměr pohybuje od
několika milionů do několika desítek milionů let, mocnost kolísá od několika desítek metrů do
několika kilometrů.
Základní sekvence lze dále členit. Toto členění se opírá o:
a) nesouhlasné hranice těles a změny vnitřního uspořádání nižší úrovně a
b) členění v návaznosti na eustatické cykly (tab. 9b).
Základní sekvence lze naopak seskupovat do tzv. supersekvencí (o trvání n × 10 ~ n × 100
milionů let), v ojedinělých případech i o stupeň výše (o trvání n × 100 milionů let ~ 1 miliarda
let; tab. 9b).
Celé karbonátové těleso, jako souhrn dílčích těles (tj. karbonátový komplex — velké
nahromadění sedimentárních karbonátů odlišitelné v mapě a profilech od svého okolí) je
9. SEKVENCE KARBONÁTŮ, JEJÍ PROSTOROVÉ A ČASOVÉ VAZBY 68
Obr. 9b Schema uspořádání parasekvencí karbonátového komplexu, ve vývojovém stádiu pravých útesů.
v naprosté většině bu přímo identické se základní sekvencí či UBU jednotkou, nebo alespoň
tvoří její velmi podstatnou část.
Vzhledem ke kategorizaci za použití eustatických cyklů je tedy takovéto karbonátové těleso
zpravidla „sekvencí 3“, o trvání n×1 ~ n×10 milionů let, při sedimentačních zprůměrovaných
rychlostech pro celý komplex 10 až 100 m / milion let (tab. 9b).
Drobné karbonátové komplexy do mocnosti n×10 m a rozlohy n×1 km mohou zajisté
vznikat v mnoha různých podmínkách (srov. tab. 9a). Ovšem velké karbonátové komplexy,
o které většinou jde (= mocnost komplexu n×100 m, laterální dimenze n×100 km, trvání vývoje
n×1 n×10 milionů let), mají podmínky vzniku daleko více omezené, nebo jsou, z hlediska
pravděpodobnosti jejich vytvoření, takřka výlučně vázány na:
a) okraje pánví divergentního deskového rozhraní,
b) tropické klima,
c) nízký obsah suspenze ve vodě, a
d) nízký přínos siliciklastik z pevninského okolí.
Vnitřní struktura takovéhoto velkého komplexu je vlastně jedním velkým cyklem vývoje
sedimentů, který má na pozadí velké cykly ve vývoji prostředí:
a) tektonické (= J.T. Wilsonův tektonický cyklus extenzního otevírání a kolizního uzavírání
pánve),
b) eustatické (= sekulární proces zdvihu hladiny světových moří a jejich opětovného poklesu).
Největší karbonátové komplexy vznikají tehdy, jestliže se jak tektonické tak i eustatické
řízení procesu skládá pozitívně, tj. vede k silnému a dlouhodobému relativnímu zdvihu hladiny.
[Největší karbonátové objemy známy např. ze středního ~ svrchního devonu a středního ~
svrchního triasu].
69 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
9.4 Vývoj a vnitřní uspořádání základní sekvence
Karbonátová základní sekvence (zde se pojem kryje s karbonátovým tělesem velkého rozměru,
respektíve s karbonátovým komplexem) vzniká zpravidla na plochých, mírně se svažujících
okrajích kontinentů, které jsou extenzně od sebe oddalovány.
Sekvence je tvarována podle ideálních profilů J.L. Wilsona jako klín (obr. 8a-c), resp. jako
nepravidelný deltoid tloustnoucí směrem do pánve a od místa hrany útesu se opět ztenčující
(obr. 9a).
Její bezprostřední podloží tvoří obvykle siliciklastické uloženiny jezerních depresí kontinentálního
riftu a nad ním tenký štít fluviálních deltových plání, který dosti rychle přechází do
karbonátového komplexu. Postupně se vytváří:
a) bazální blanket (basal blanket),
b) systém semilagunárních uloženin až rampy svažující se do pánve,
c) karbonátová plošina neboli tabulární rif,
d) pravý útes s bariérou, zaútesovými lagunami a předútesovým osypem a vějíři vynášeného
a sklouzávajícího sedimentu.
Stádia (c) a (d) jsou jako celek transgresní, a projevují se postupující hranou plošiny a později
útesu směrem od pánve ke břehu, v témže směru, jak postupuje (o mnoho rychleji) transgresní
břežní linie směrem na kontinent.
Při snížení až zastavení transgrese (a již z důvodu zastavení extenze a subsidence, nebo
snižování objemu vody světových oceánů, či z obou těchto důvodů současně), dochází ke zpětnému
pohybu rifové hrany směrem do pánve.
K tomuto pohybu dochází ještě dříve, než dojde k prostému regresnímu stahování břežní
čáry v důsledku poklesu relativní výše hladiny vody, už v době ustálení výšky hladiny. Hrana
rifové plošiny totiž narůstá jediným možným směrem, přičemž často nasedá na kalciklastické
sedimenty snášené ve zvýšené míře z destruovaného útesu.
S blížící se regresí a během ní vznikají dílčí tělesa:
e) přesunutého útesového mysu (reef-cap), kdy se rifová dílčí tělesa po diskordanci ukládají
na erodovaných proximálních vějířích předútesové pozice a tvorba rifových dílčích těles se
přesouvá po těchto předútesových svazích směrem dolů do pánve.
Regrese končí zhroucením rifové akrece a vytvořením erozní planiny s krasem, která vytváří
výraznou horní sekvenční hranici.
Ne vždy dojde k úplnému završení tohoto transgresně-regresního modelu, zejména tehdy,
je-li vzestup hladiny rychlejší než jeho kompenzace rifovou akrecí (např., když to nižší teplota
nebo obsah suspenze ve vodě či subsidence nedovolují). V tom případě končí rifová sekvence
utopením útesu.
Z hlediska vertikálního vrtného profilu můžeme považovat za utopení útesu i transgresní
pohyb jeho hrany směrem ke kontinentu, ale utopení útesu jako sekvenční jev znamená úplné
zhroucení rifové akrece a vznik horní sekvenční hranice.
Takovéto sedimenty bývají překryty bu klastickými klíny siliciklastik kontinentální provenince
(utopení rifu při kontinentu) nebo naopak pouze kondenzovanými pelagickými sedimenty
(utopení rifu do oceánu).
Z hlediska laterálních vztahů je:
— zaútesová sedimentace (backreef) nejsilněji vyvinuta ve stádiu (d) pravého útesu s bariérou
a lagunami.
— Předútesové kalciklastické vějíře (forereef) jsou naproti tomu nejsilněji vyvinuty až ve stádiu
(e) při snížení transgrese, během regrese a při závěrečné erozi rifu, kdy kalciklastika většinou
kanibalizují původní rif a jejich ukládání se postupně stěhuje zpět k původnímu centru pánve.
V kalciklastikách čelních vějířů proto většinou postupně přibývá litoklastických zrn.
9. SEKVENCE KARBONÁTŮ, JEJÍ PROSTOROVÉ A ČASOVÉ VAZBY 70
Obr. 9c Příklady sekvencí nižšího řádu.
V takto nastíněné stavbě karbonátového komplexu existuje řada pravděpodobnostně definovatelných
kvantitativních relací: např. mezi dimenzí objektu a kvalitou a rozložením facií,
mezi faciemi v laterální řadě navzájem, vzájemné materiálové bilance, atd., které mohou být
vypočítány po nastavení podmínek pro danou konfiguraci rifů.
9.5 Parasekvence
Pro přiblížení parasekvencí ve vápencovém komplexu můžeme říci, že připomínají transgresně-regresní
(T-R) strukturu celé sekvence. T-R struktura parasekvence je však nižšího řádu,
několikrát nad sebou zabudovaná do velké struktury sekvence samotné.
Je to logické, protože jejich vznik má většinou vztah k podobným oscilacím podmínek, které
vedou ke tvorbě celého komplexu, ale nižšího řádu.
Dobře rozlišitelné parasekvence jsou vyvinuty např. ve stádiu (d) pravých útesů, kdy dílčí
regresní postižení příbřeží vyvolává diskordanci při břehu, zpětnou dílčí výchylku rifové hrany
a zesílení kalciklastických vějířů orientovaných směrem do pánve (obr. 9b).
Někdy bývá toto zesílení výnosu materiálu z rifu do předútesového prostoru rozštěpeno na
dvě maxima, z nichž jedno nastává těsně před maximální regresí a jedno po ní, až při začínající
nové transgresi (to je obecně velmi významné, též pro siliciklastické sedimenty).
Parasekvence se však neskládají pouze pasivně s celkovým faciálním chodem sekvence —
existují zde i zpětné zesilující vazby. Např. přechod od stádia (e) karbonátové plošiny do stádia
(d) pravého rifu s bariérou bývá mimořádně posílen dílčím (krátkodobým) vynořením plošiny,
kdy na místě plošiny vznikne široká krasové deprese a je předmodelována hrana z později
utopených skalních klifů, která se po osídlení útesovými organismy mění v útesovou bariéru
(Laportův model).
71 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
9.6 Sekvenční jednotky nižšího řádu
Sekvenční jednotky nižšího řádu (menší) jsou dvojího druhu:
a) jedny pravidelně odrážejí eustatické cykly trvání n×10 ka (několik desítek tisíc let), a nižší
a nižší, pokud jsou zjistitelné,
b) druhé odrážejí různé náhlé události (např. zboření útesového povrchu tsunami, rekurence
(pravděpodobnost opětovného výskytu) velkých bouřkových redepozic, deprese ekosystémů
z důvodů biologických, utržení části rifové hrany a vznik megabrekcie, vytvoření jedné
turbiditní redepozice nebo jejich určité charakteristické série, atd.).
Podle intenzity vzájemně se ovlivňující faktorů sedimentace na rifu a v prostoru před ním
vzniká obsáhlá řada nižších sekvenčních jednotek. Některé z nich se objevují poměrně často;
převážně jsou definovány odděleně pro karbonátovou plošinu a pro kalciklastické vějíře vynášené
do předútesového prostoru (obr. 9c).
Karbonátová plošina:
Kasigův cyklus: Němec W. Kasig popsal v r. 1980 na základě studia severoněmeckého
devonu u Cách (Aachen) cyklus, k němuž lze řadit až 25% objemu všech mělkovodních středně
devonských a svrchnodevonských vápenců dochovaných na světě. Je šit na míru devonu, ale má
i svůj obecnější rozměr (sekvence je v podstatně stejná u všech mělkovodních cyklů, kde převládá
spíše rys občasné akrece nebo kartáčového efektu nad typem bouřkových vrstev). Cyklus je složen
ze tří po sobě jdoucích fází.
(A) Po údobí bez sedimentace se začínají ukládat laminované mikrity prokládané prvními
skeletálními laminami, s řasami, živočišnými houbami, gastropody (plži) a ostrakody
(skořepatci).
(B) Následně se vytvářejí řasové a amfiporové trávníky. Kartáčovitá struktura mořské trávy
z řas, hub a polypovců zachycuje kal a stoupající litifikací i písek.
(C) Nakonec se objevují větší trsy korálů, shluky brachiopodů ad. větší organismy. Hornina
odpovídá typům floatstone a rudstone, případně bindstone. Nezřídka se objevují tzv.
horizonty tenisových míčků (korálové trsy schopné kutálet se po povrchu sedimentu).
Po vytvoření této lavice se ukládání karbonátu opět přibrzdí. Mnohdy jsou mezi vrstvami
i uvnitř nich ohromné ztráty času oproti času přímo zaznamenanému v sedimentaci. V genetickém
pozadí Kasigova cyklu jsou průkazně Milankovičovy cykly.
Událostní cyklus bouřkových vrstev: Na bázi je eroze velkou bouří. Nad ní jsou uloženy
jemnější laminované redepozice. Nadložní bouřková naplavenina je velmi silná, anebo je zde
vyklizený prostor se štěrkovým reziduem. V nadložním intervalu je několik tenčích bouřkových
vrstev, které jsou prokládány převážně proudovými laminovanými nebo šikmo zvrstvenými sety
bahnitého bioklastického materiálu, zároveň dochází k dílčí fixaci sedimentu epi- a in-faunou.
V bouřkových vrstvách převládají sedimenty, z nichž byl mikrit z větší části vymyt, mezipolohy
jsou mikritem bohatší. Cyklus odpovídá statistické rekurenci mimořádných bouří. Typický
bouřkový cyklus má poněkud nepravidelné uspořádání, je vidět prakticky zhuš ování a zře ování
přetržek v sedimentaci. Při pravidelném vývoji výše popsaných fází se bouřkový cyklus blíží
struktuře Kasigova cyklu, s tím rozdílem, že nepřevládá kartáčový efekt a občasná akrece na
místě, nýbrž kompletní redepozice (tzv. floridský náplavový cyklus Wanless — Tedesco, s doupaty
infauny zaplňovanými až nadložní, pozdější velkou bouří — další fáze, vnitřní, označovaná jako
(D). Ukládání takovýchto cyklů má důležitou podmínku: litifikace rifu pod živým povlakem není
tak silná, aby zamezila výrazným redepozicím. Druhá podmínka, s níž někteří autoři operují, je
ta, že se v daném prostoru musí vůbec bouře vyskytovat. Mimořádné bouře se ovšem dostaví
i mimo hurykánová pásma, s rekurencí 3a–3ka (tj. 3 roky až 3 tisíce let). Hloubkový dosah, kdy
bouře ještě sediment účinně rozrušují, je na dnešních Bahamách až 200 m, v Baltickém moři
jenom 70 m.
Tsienův [Čenův] cyklus periodicky svazovaného sedimentu: Tento cyklus vyplývá z Tsienovy
definice periodicky pokrývaného sedimentu — coverstone. Někdy má rekurenci odpovídající
9. SEKVENCE KARBONÁTŮ, JEJÍ PROSTOROVÉ A ČASOVÉ VAZBY 72
Milankovičovým klimatickým cyklům, jindy může být jeho největší citlivost až několikadenní (ve
stromatolitech, které jsou vlastně ’micro-coverstone’. Podstatou cyklu je střídání:
(1) fáze bouřkových náplavů a
(2) fáze uklidnění, zpevnění a povlékání řasovými rohožemi nebo jinými soustavně se opakujícími
biogenními povlaky.
Trakčně-proudový cyklus: V trakčně proudovém cyklu jsou přítomny hlavně vápence typu
packstone, se znaky mnohonásobné resedimentace a mísení různých generací klastů. Nápadný
je silný obrus i štípání klastů všech frakcí. Místy se nacházejí rezidua sedimentu, z něhož byl
odnesen mikrit (skvrnitě vyplňují nenápadné deprese na mořském dně). Horizontálně a šikmo
zvrstvené sety nesou často znaky ploché eroze. Střídají se fáze převážně erozní a fáze převážně
sedimentační. Cyklus bývá silně chaotizován a je ho možno posuzovat v mnoha velikostních
řádech. Cyklus se projevuje:
(1) fází se zeslabenou depozicí a
(2) fází se zesílenou depozicí.
Podmínkou cyklu je existence soustavně působícího mořského proudu. Tuto podmínku splňují
náporové prostory s konturovými proudy, přelivy proudů přes překážkové prahy anebo rozsáhlé
stabilní průlivy (jako jsou třeba dnes mezi Sundskými ostrovy). Průlivové proudy se mohou
během roku i častěji obracet.
Turbiditní cykly: K neznámějším zjednodušeným turbiditním událostním sekvencím (=
depozice z gravitačního sestupného proudu, ze suspenze) patří tzv. Boumův cyklus, který má
erozní lože, nad nímž se ukládá:
(Ta) hrubá a mocná ploha sedimentu zjemňující se směrem vzhůru (tzv. pozitivní gradace
zrnitosti); potom se objevují
(Tb) laminované uloženiny zrn pískové velikosti v horizontálních laminách rychlého proudu,
s velmi nízkými a strmými foresetovými (výběhovými) hranami;
(Tc) v následné vrstvě, při stále klesající velikosti zrna se ztrácejí laminy a objevuje se čeřinové
zvrstvení; dále se dostavuje
(Td) horizontálně laminovaná sedimentace pomalého proudu, při stále zjemňujících se frakcích
materiálu; a nakonec událostní cyklus končí
(Te) klidnou sedimentací nejjemnějších částic ze zbytkové suspenze s přechodem do pelagického
sedimentačního spadu, který je stále v pozadí.
Děje během vývoje různých typů turbulentních proudů jsou však natolik různé, že
mnoho karbonátových turbiditů vypadá jinak. Na rozrůznění se podílí proudění uvnitř do
pánve sjíždějícího mraku suspendovaného materiálu, horizontální odštěpování částí mraku při
pyknoklinách a nakonec interakce částic samotných. Častým jevem u karbonátů je např. depozice
zhuštěné mikrito-úlomkové suspenze vzniklé až pozdně, jako vrstva těsně nad dnem kolabujícího
velkého turbulentního mraku. Ještě častěji se setkáváme s tím, že proces ukládání turbiditu je
modifikován proudy, nebo dokonce bouří, protože karbonátové turbidity jako celek bývají
ukládány poněkud mělčeji. Maximální objemy a plošná rozšíření bývají až o jeden nebo dva
dekadické řády menší než je tomu u největších siliciklastických turbiditů.
Před nástupem vzhůru se zjemňující a ztenšující posloupnosti turbiditních vrstev se často
objevují mohutné skluzy materiálu, gravitační husté toky, tj. většinou mohutné sesuvy hran karbonátové
plošiny nebo částí předútesového svahu. Jsou známy jako megabrekcie, fluxoturbidity
nebo podmořské laviny. Pád megabrekcií signalizuje bu pokročilé stádium stahování rifové
hrany zpět do pánve (úplné nebo dočasné zhroucení rifového ekosystému, regrese) anebo je to
signál již začínající následné transgrese. Vpád megabrekcií a dalších úlomotoků (fluxoturbiditů)
daleko do pánve často souvisí s tektonickým nakláněním plošiny do pánve (tilting počínající
komprese). Jinak jsou tyto sedimenty celkem běžnou součástí proximálních vějířů v předútesovém
prostoru, kde vznikají sklouzáváním hromadícího se úlomkovitého materiálu.
73 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
KÓD TYP SEDIMENT. PROSTORU (= PÁNVE)
I PÁNVE SPOJENÉ S DIVERGENTNÍMI OKRAJI DESEK
IA Riftové pánve
IA1 Pánve v riftovém vyklenutí
IA2 Pánve na okraji riftového vyklenutí
IA3 Flexurní deprese (sags)
IA4 Jednostranné příkopy (half-graben)
IB Pánve oceánského okraje
IB1 Typ Rudé moře (časný)
IB2 Typ Atlantický oceán (pozdní)
IC Aulakogény a v počátcích opět zaniklé rifty
ID Oceánské ostrovy, mořské hory, guyoty a atoly
II PŘI TRANSFORM., TRANSKURENT. ZLOMECH, ROT. A SMÍŠ. REŽIM
IIA Pánve horizontálního střihu při kompresi (strike slip)
IIA1 Pánve při transformním zlomu divergentního okraje desek
IIA2 Pánve při transkurentním zlomu konvergentního okraje desek
IIA3 Pánve při transkur. zlomu lemujícím okraj desky
IIA4 Pánve na zaniklém rozhraním desek (švu)
IIB Pánve otevírané v rotačním poli
IIB1 Sériově rotační, dílčím způs. otev. pánev. okna (pull-appart, en echelon)
IIB2 Velké rotační pánve, s jednostr. otev. a zavíráním
IIC Přiblížení-styk, resp. naložení divergentního a konvergentního okraje
IIC1 Sed. podvyživené pánve při zvratu z ext. ke kompresi (před orogenezí)
IIC2 Typ Kalifornie, smíšený režim
III PÁNVE SPOJENÉ S KONVERGENTNÍMI OKRAJI DESEK
IIIA Konvergentní okraje se subdukcí (retrakcí) typu A
IIIA1 Subdukční (retrakční) příkopy
IIIA2 Pánve před ostrovními oblouky
IIIA3 Pánve uvnitř oblouku a za ním (intra- a back-arc basins)
IIIA4 Pánve předpolí (foreland, retro-arc)
IIIB Pánve v oblastech kontinentálních kolizí
IIIB1 Pánve předpolí a předhlubně
IIIB2 Zbytkové oceánské pánve
IIIB3 Zápolí = hinterland, backland, molasa, playas, mezihorské deprese
IIIB4 Čínský typ pánve = vzdál. okraj koliz. deform. pole, flex. a vrás. ve střihu
IV PÁNVE NA KRATONICKÝCH BLOCÍCH A DESKÁCH
Tab. 9a — Typy sedim. prostorů (tzv. pánví), upraveno podle Dickinsona, Mialla, ad.
9. SEKVENCE KARBONÁTŮ, JEJÍ PROSTOROVÉ A ČASOVÉ VAZBY 74
ZAHRNUTÝ ČASOVÝ NÁZEV SEKVENCE, ODPOVÍDAJÍCÍ STŘ. PŘEPOČ.
INTERVAL, ŘÁDU RESP. JEDNOTKY EUSTATICKÝM RYCHLOST
CYKLŮM ÚROVNĚ SEDIMENTACE
10 – 100 Ma supersekvence 2. 10 – 30 m/Ma
1 – 10 Ma sekvence 3. 10 – 100 m/Ma
0,1 – 1 Ma sekvence 4. 400 – 5000 m/Ma
0,01 – 0,1 Ma parasekvence 5. 600 – 7000 m/Ma
Tab. 9b – Přehled sekvencí ve vztahu k eustatickým cyklům, upraveno podle Muttiho, platí
pro kolísání mořské hladiny do 150 m, klastické klíny na okraji kontinentu nebo rychle rostoucí
rifové akrece
10. POSLOUPNOSTI DIAGENETICKÝCH AŽ METAMORFNÍCH
PŘEMĚN
10.1 Diageneze
Pod pojem diageneze jsou zahrnovány všechny chemické, fyzikální a biologické procesy, které
proběhnou v sedimentu po jeho uložení — v průběhu litifikace a po ní, s výjimkou jasného
zvětrávání a zjevných metamorfních pochodů.
Hranice zvětrávání / diageneze je úzančního charakteru a je dána vznikem něčeho, co už
nelze nazývat karbonátovým sedimentem.
Nepochybným zvětrávacím procesem je např. vznik lateritickým půd na zvětralém povrchu
karbonátu.
Rovněž hranice diageneze / metamorfóza je úzančního charakteru, metamorfóza začíná tam,
kde se výrazně projevují účinky orogenního stresu nebo vysokých teplot na styku s magmatity.
Zjevným metamorfním procesem je např. regionální orogenní metamorfóza od facie zelených
břidlic výše anebo kontaktní metamorfóza v blízkosti granitového tělesa.
Diagenetická prostředí se rozdělují podle hloubkového, resp. p-T prostředí a pórové vody
v karbonátu.
Mořská freatická zóna: Tato zóna dosahuje do hloubek 1 ~ 4 km pod mořským dnem, podle
strmosti geotermálního gradientu a lokálních podmínek v cirkulaci fluid. Póry jsou vyplněny
vodou blízkou mořskému složení. Subzóny jsou charakterizovány podle hloubky a vyšší nebo
nižší cirkulace pórové vody. Subzóny s vyšším pohybem fluida se podílejí na cementaci větší
měrou.
Sladkovodní freatická zóna: Dosahuje zpravidla do hl. ca. 0,1 ~ 0,7 km, podle velikosti
karbonátových souší, poloostrovů a ostrovů. Je konvexně klenutá směrem dolů. V pórech je
sladká, zpravidla meteorická voda deš ového původu. Subzóny se dělí podle nasycení pórových
roztoků karbonátem a podle rychlosti cirkulace vody.
Smíšená zóna: Na styku čočky sladké freatické vody a okolní mořské pórové vody dochází
k mísení a pulzaci rozmezí obou typů vod. Toto prostředí je velmi příznivé pro dolomitizaci.
Vadózní zóna: Tato zóna se nachází nad hladinou spodní vody, tedy zpravidla na ostrovech
a jiných souších, v hloubkách pouze do n.1 ~ n.10 m. Póry jsou vyplněny vzduchem a při deštích
vodou; typické jsou plyno-kapalné (bublinové nebo kapkové) pórové výplně.
Zóna diageneze při hlubokém pohřbení sedimentu: Může výjmečně začít fungovat už v hl.
1 km, zpravidla je umístěna až pod hl. 2,5 ~ 4 km. Pórové vody jsou zpočátku jsou silně
mineralizované, s opakováním procesu lokálního rozpouštění a nedaleké krystalizace (vlivem
nehomogenit horniny) dochází k vyrovnávání chemického a izotopového složení horniny a k jejímu
postupnému utěsňování (snižování porozity). Mineralizace vod s časem a směrem do hloubky
většinou klesá a vznikají vodám níže mineralizovaná rovnovážná fluida.
Základní diagenetická posloupnost je:
(Da) připovrchové diagenetické jevy velmi časného typu (resedimentace karbonátu, rozpouštění
a krystalizace s ní spojená);
(Db) střídání mělké mořské freatické diageneze s vadózní diagenezí (střídavé vynořování
a ponořování karbonátových plošin a vrcholků rifů vlivem vzestupu a poklesu mořské
hladiny);
(Dc) diageneze v hlubší mořské freatické zóně, případné dočasné umístění
75
10. POSLOUPNOSTI DIAGENETICKÝCH AŽ METAMORFNÍCH PŘEMĚN 76
Obr. 10a Longmanovo schema diageneze, doplněné o spojité rekrystalizace během pohřbení karbonátu.
(Dd) v zóně sladkých a mísených vod; při dalším pohřbení nadložními sedimenty pak přechod
do zóny hlubšího pohřbení, kde je hornina často ovlivněna
(De) agresívními vysoce mineralizovanými vodami a nakonec
(Df) stádium ustáleného složení níže mineralizovaných vod hlubšího prostředí (fluida blízko
rovnováhy s pevnou fází).
Tato posloupnost odráží mírně oscilující transgresní režim, soustavné překrývání novými
sedimenty a postupné pohřbívání těch starších do větších a větších hloubek.
Popsaná série Da — Db — Dc — Dd — De — Df bývá následována bu :
1) přechodem do metamorfních podmínek (při postupující orogenní frontě), nebo naopak
2) tzv. zpětnou diagenetickou sekvencí, která se uplatňuje při exhumaci spodních částí
karbonátového komplexu (např. vyklenující se předpolí, nebo v již zaniklých nezralých
riftových depresích, při poklesu hladiny vody).
Z hlediska projevů má zpětná (naložená) posloupnost Df — (De) — Dd — (Dc) — Db již zcela
jiné účinky, protože po procesech cementace, kompakce a spojité rekrystalizace karbonátu a po
změnách v jeho minerálním složení se jedná již o materiál zcela jiných fyzikálních a chemických
kvalit a nelze jej tedy jednoduše vrátit do stejně nehomogenní a pórézní podoby jako tomu bylo
na počátku.
Znaky diagenetických prostředí, popsané podle svého nejčastějšího pořadí výskytu:
a) Velmi časná diageneze se projevuje změnami uvnitř resedimentovaných a jinak alterovaných
částic v karbonátu při povrchu sedimentu, zpravidla dochází ke tmelení (cementaci) vnitřních
pórů.
b) Na povrchu sedimentu až do hloubek prvních desítek metrů dochází k obrůstání částic
fibrálním mořským tmelem.
77 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
c) K vyplňování mozaikovým sparitem dochází až tehdy, když se hornina dostane do vod se
sníženým obsahem rozpuštěných solí: bu klesne dále do větších hloubek, nebo se dostane
do působení sladké ostrovní vody, která tvoří čočkovitý akvifer (zvodeň) pod souší.
d) Kolísající styk sladké a mořské pórové vody často umožnuje dolomitizaci.
e) Dočasné změlčení (např. oscilace mořské hladiny) souvisí s rozpouštěním aragonitových
schránek vadózní vodou, vznikají fosilmoldické dutiny. K tomuto rozpuštění dochází obvykle
ca v 1 / 3 posloupnosti generací mozaikových sparitů.
f) Intenzívní kompakce mikritem bohatých sedimentů nastává v hloubkách několika set metrů
pod povrchem a níže. Rozpuštěný karbonát krystaluje do zbývajících pórů vrstev s většími
částicemi nebo je odnášen z tělesa ven.
g) Při dalším pohřbení do hl. ca 2,5 km a níže dochází ke vzniku velkých stylolitů.
h) Karbonát prodělává první procesy spojité rekrystalizace a vyrovnání chemických a krystalových
nehomogenit.
ch) Při dalším poklesu se karbonát může dostat do styku s agresívní frontou bu naftových
nebo hydrotermálních vod. Ty louží dutiny — vugs — tvarově poplatné krystalovým
nehomogenitám (ne již fosíliím nebo litoklastům, jako fosilmoldické dutiny).
i) Hrubší, hnízdová rekrystalizace a přítomnost barokního dolomitu je obvykle vázána na
nápor teplých metamorfních a juvenilních-vulkanických vod a par (100–200°C) nebo souvisí
s teplými naftovými vodami.
j) Po pohřbení pod dosah agresívních vod a po ustálení jejich složení se dostavuje druhá fáze
spojité rekrystalizace. Ta bývá spojená s jemným prokrystalováním horniny, dosažené teploty
bývají mezi 200–350°C (srov. obr. 10a — 10b).
U karbonátů existuje mnoho variací diagenetických přeměn. M.W. Longman srovnával
spletitost potenciálních diagenetických sekvencí propleteností arabské mozaiky (motto jeho
proslulého karbonátového kurzu z r. 1981).
Z hlediska praktického užití (akvifery, pasti na naftu a plyn) je zajímavá velikost porozity
a její typy (obr. 10c). Zatímco u čerstvého karbonátového sedimentu je porozita mezi 60–40%,
během diageneze rychle klesá až na ca 2% a méně při hlubším pohřbení. Objem porozity je
stejně zajímavý jako její geometrie — protože ta je jedním z parametrů bu prostupnosti
horniny nebo jejich nádržních (kolektorových) vlastností. Např. mohou existovat kanálkové
a puklinové porozity s velkým průtokem, ale mohou exitovat i velké kavernové porozity, které
jsou individualizované a propojené pouze vlasovými švy s velmi pomalu migrujícími fluidy.
10.2 Metamorfóza v orogénu
V zóně hlubšího pohřbení v rámci většího sedimentárního celku, např. na oddalujících se
kontinentálních březích pánve divergentního deskového rozhraní, dochází ke kumulování
sedimentárních mocností. Současně poněkud klesá geotermální gradient (vzdalování se od
riftu). Postupně se vyvíjejí konečné znaky diageneze hlubokého pohřbení, kdy při vysokém
hydrostatickém tlaku hornin dochází k utěsňování hornin a ke stabilizaci systému hornina –
pórové fluidum.
Ke změně chování karbonátového tělesa ovšem dojde tehdy, když se karbonát dostane do
metamorfních podmínek při kompresi a střihu. Zde přeměny prvně inicializují dva faktory:
a) stres (= orientovaný tlak), a
b) nová nehomogenizace horniny vlivem selektivnosti střižné deformace; závislé, co do svého
umístění, na starších, ač značně snížených nehomogenitách.
První faktor způsobuje krystalové defekty, např. skluzy, rotace, apozice, které ve svém
důsledku, za přítomnosti fluid, nesmírně oživují proces rozpouštění a krystalizace.
10. POSLOUPNOSTI DIAGENETICKÝCH AŽ METAMORFNÍCH PŘEMĚN 78
Obr. 10b Schematické umístění diagenetických jevů při postupném pohřbívání sedimentu a případném výzdvihu po
ca n × 10 ka, anebo n × 1 Ma.
Druhý faktor umožňuje rozrůznění průchodu fluid po střižných plochách a zlomech, tedy
ideální podmínku pro oživení minerálních změn v karbonátu.
V podmínkách metamorfního střihu dochází též k pomalému plastickému „tečení“ karbonátu
— vytvářejí se izoklinální vrásy. Komponenty cm až m řádu jsou plaménkovitě vytahovány do
délky nebo budinovány. Celé těleso se nakonec zformuje do tvaru široké čočky (megabudiny).
Plasticky deformované karbonátové těleso má značnou ztrátu karbonátu, který opouští těleso
s hydrotermální frontou postupující do ostatních nebo výše ležících sedimentů s křehkou
deformací. Zde může krystalovat v rozevřených puklinách. Po zformování této megabudiny se
již plastická deformace i únik karbonátu značně snižují. Několikráte opakované vytahování
„plaménků“ až lamin a opakovaný střih a rekrystalizace vyvolává nové utěsnění a spojité
překrystalování horniny.
K další metamorfóze karbonátu dochází zpravidla až při přechodu do teplot nad 400°C
a tlaků 0,5 GPa, kdy za dostatku metamorfních fluid je mezikrystalová porozita dostatečně
natlakována k započetí hrubé rekrystalizace — vyvážení systému kalcit-dolomit, podle složení
vod a teploty. Vznikají vysoce metamorfované karbonátové mramory, hrubě krystalické horniny.
Silikáty jsou též hrubě vykrystalovány, a to na úkor předešlých drobných krystalků a agregátových
inkluzí v karbonátu. Neumístitelné přebytky železa vůči karbonátům a silikátům přecházejí
do metamorfních krystalů magnetitu.
Zajímavé jsou retrográdní metamorfní změny karbonátových těles: Při exhumačním výstupu
dochází při střihu a za nedostatku fluid k analogii mylonitizace u silikátových hornin — vzniká
tzv. tektonomikritová brekcie. Při dosažení hloubek ca 7 ~ 3 km a dostatku fluid dochází
zpravidla k degradační rekrystalizaci, dedolomitizaci, k rozpadu amfibolů a přeměně magnetitu
na limonit. Při pokračování do ještě mělčích hloubek je časté rozpukání velkými trhlinami a vznik
brekciových pruhů. Jemné degradační spojité krystalizace naložené při tomto retrográdním
procesu obsahují často sférické trhliny (podobného tvaru jako v perlitu nebo polymerujících
umělých hmotách, koule v kouli, nebo protínající se kulové plochy různých velikostí).
79 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Obr. 10c Klasifikace porozity podle Choquette-Praye a Longmana; diageneticky závislá a technologicky významná
charakteristika karbonátových hornin.
10.3 Zvětrávání
Zvětrávání za aridních podmínek není účinné. Vznikají krusty na povrchu karbonátu. Mnohé
pouštní karbonátové laky jsou černé, s obsahem zejména Si, P, K, Al, Fe, Mn a na mořském
pobřeží i kerogenu a síry. Šedohnědé laky polopuští obsahují zejména Si, Mg, Fe, K a Al.
V podpovrchových vrstvách vznikají zonální silikátové konkrece anebo mikrogeody.
Účinným procesem je krasovění nebo vznik geologických varhan. Obojí vyžaduje humidní
klima. Rozpouštěné vápence vytvářejí železité půdy a rezidua (terra rossa, lateritické půdy).
V těchto reziduích jsou časté zbytky krystalů nebo dobře a monoliticky prokrystalovaných fosílií
(např. ostny ježovek).
Ve vadózní zóně pod terasami, říčními nivami a pralesními jezery dochází často k „druhotnému
zřídovatění karbonátu“ — vzniku drobných krystalových individuí v téměř celém
objemu kapsy prosáklé v mezikrystalových spárách vodou s huminovými kyselinami, organikou
a baktériemi.
Nezřídka tyto procesy vedou i k mobilizaci jílových minerálů — ty mohou nahrazovat
karbonáty. Výsledná hornina potom vypadá jako krupice, kterou je možno rozetřít mezi prsty
nebo snadno odrýpnout.
11. DOPLŇUJÍCÍ SLOVNÍK TERMÍNŮ
A
ABRAZNÍ PLOŠINA — pobřežní plošina vzniklá abrazí při ústupu klifu (tj. v našem případě
skalisek mrtvého vynořeného rifu). Je vytvářena příbojem, bývá holá nebo pokrytá valouny.
Pod klifem je usazeninová pláž, na pobřeží je příbojová halda, zarovnaná na povrchu.
ALKRUSTA — hliníkem bohatá krusta, vytvářející se z reziduálních vápencových zvětralin
v podmínkách lateritického zvětrávání. Je suchozemským produktem.
ALOCHEMY — souborný folkovský název pro různé sedimentární částice karbonátu pískové až
štěrkové velikosti (nikoliv krystaly).
AMALGAMACE VRSTEV — vytvoření mocné lavice karbonátového pískovce, typu grainstone,
vymytím písku za bouře z vrstev na mořském dně. V uložené mocné vrstvě písku je špatně
viditelné zvrstvení. K amalgamaci dochází promíšením sedimentu při odvodnění mocné vrstvy.
Bývá vyvinuta i u mocných pískových turbiditů.
ANTIDUNY — elevace tvaru dun tvořené v rychlém soustavném proudu. Stěhují se proti proudu
a ukládané šikmé laminy jsou ukloněny proti proudu. Odlišná stavba od většiny čeřin a dun,
kde šikmé výběhové sety jsou ukládány „v závětří“.
ATOL — prstencovitý rif vznikající ponořením ostrova. Vzniká rozrůstáním původního korálového
lemu ostrova směrem nahoru a do stran (Darwinův model). Jiné atoly vytvořily svoji
prstencovitou strukturu na hranách krasově zvětralých útesových plošin.
B
BARIÉRA — útesovou bariérou se rozumí pásmo rifů vytvořené směrem do pánve, před samotnou
karbonátovou plošinou, od níž je oddělena hlubokou lagunou, nebo meziútesovou pánví.
BAROKNÍ DOLOMIT — větší zonální krystaly dolomitu, které mají vypuklé stěny krystalu.
Indikuje hydrotermální diagenezi.
BARY — hráze, pískové valy na mělčinách.
BEACH ROCK — [bíč rok], plážová kalcikrusta vznikající při vynoření příbřežních karbonátových
sedimentů s bioklasty. Časté jsou loužené dutinky a sintry (bublinkovitý vzhled, zákaly
v hornině).
BENTOS — nemyslí se přímo dno, ale organismy, které mořské dno obývají. Rozdělují se na
přisedlé (sesilní) a pohyblivé (vagilní).
BIOHERMA — obecný název pro naduřující těleso vápence tvořené útesotvornými organismy
rostoucími na tomto místě.
BIOSTROMA — obecný název pro ploché těleso vápence s početnými útesotvornými organismy
rostoucími na tomto místě.
BIOTURBACE — dodatečné rozrušování, přehrabávání a provrtávání sedimentu organizmy.
BRYOMOL — zkratka používaná pro facie typu grainstone / rudstone, které se skládají zejména
z úlomků mechovek a měkkýšů.
C
CCD [sí-sí-dí] — carbonate compensation depth, neboli karbonátová kompenzační hloubka.
Zvlněná hloubková úroveň, dnes obvykle mezi 3 ~ 5 km hloubky oceánu, pod kterou se stává
kalcit nestabilní, není možná jeho produkce nebo uchování jemných částeček karbonátu. CCD
bývá také poeticky nazývána „sněžná čára“: temena podmořských hor v menších hloubkách,
mající pokryv vápnitých kalů, vypadají na podmořských fotografiích jako zasněžené čepičky
80
81 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
hor. CCD se mění podle parametrů vodního prostředí a podle složení a množství planktonních
karbonátových schránek.
CEMENTACE — jiný výraz pro tmelení, převzatý z angličtiny a hodně používaný.
COQUINA [kokina] — výraz pro masové nahromadění schránek, zejména tehdy, když patří
jednomu druhu organismů.
ČEŘINY — drobné, opakující se hřbítkovité elevace vznikající na písčitém a bahnitém dně
účinkem vlnění nebo proudu. Existuje jich celá řada genetických typů.
D
DISMIKRIT — mikrit s drobnými rekrystalizačními hnízdy, kde již vznikl sparit. Název pro
primárně, ale spíše druhotně nejednotnou mikritovou horninu.
DOLOSTONE [dolostoun], dolomitovec — hornina s větším množstvím dolomitu. Velmi obecný
výraz.
DOLOSPARIT — termín pro hrubě krystalované dolomity, bez bližší genetické specifikace.
DOUPATA — dutiny vytvořené organismy k jejich přebývání.
E
EMBRYONÁLNÍ — embryonální rify nebo kupy. Malé, počáteční struktury, vyvinuté v názna-
cích.
ENDOLITICKÉ — organismy, baktérie, sinice, rozsivky, houby, červi, mlži. Vyleptávají a někdy
i zčásti mechanicky vybrušují dutiny ve vápenci. Získávají tak doupata, nebo vyhledávají
stinné podmínky.
ESTUÁRIA — ústí řek na plochém klesajícím pobřeží, kde se pomalý tok do moře obrací při
přílivu dočasně na tok zpět. Do stran se estuária rozvíjejí v jezírka a tůňky propojené
částečně s mořem. Mají proměnlivou salinitu, podle toho jakou vodou jsou zaplavovány.
V podmínkách plochých vápencových pobřeží mohou mít s mořem spojení zatopenými
kavernovými trativody.
EUTROFIZACE — proces jehož příčinou je zvýšený obsah dusičnanů, fosfátů (živin) ve vodách.
Dochází ke zvýšení primární produkce (přemnožení zelených řas a fotosyntetizujících prvoků).
Nadbytek organiky z odumírající organické suspenze, rozkládané nekrofágy a detritofágy,
snižuje obsah kyslíku. Následný stav je anaerobní bakteriální rozklad (hnití).
F
FENESTRÁLNÍ — fenestrální, okénková textura. Souborný název pro všechny dutiny vyplněné
sparitem.
FERIKRUSTA — železitá krusta vytvořená při zvětrávání na povrchu karbonátu.
FEROLITY — železem obohacené klasty, kortoidy, ooidy, atd.
FORALGAL, FORAMOL — zkratky používané u facií typu grainstone složených hlavně z úlomků
foraminifer-řas a foraminifer-měkkýšů.
FOTICKÁ ZÓNA — zóna dosahu světla, bujení řas závislých na světle a koloniových korálů
a stromatopor s intenzívním růstem, jež mají ve svých tkáních také řasy a to jako symbionty.
G
GEOPETÁLNÍ — geopetální výplň je tvořena vnitřním sedimentem, když částice vniklé do dutiny
nebo krystalky vysrážené a částice vytvořené přímo v této dutině se ukládají na její dno.
Gravitační uspořádání převládá nad adhezí nebo přirůstáním ke stěnám. Geopetální výplně
indikují vertikálu v průběhu sedimentace anebo diageneze.
11. DOPLŇUJÍCÍ SLOVNÍK TERMÍNŮ 82
GLAUKONIT — jílový minerál ze skupiny dioktaedrických slíd, blízký seladonitu. Obsahuje
mnoho K, Al, Fe. Mívá zelenou nebo medově nahnědlou barvu. Ve vápencích se objevuje
často v souvislosti s transgresí, skalními dny a mírně redukčními podmínkami při diagenezi.
GRADACE — většinou se myslí gradace (odstupňování) ve velikosti zrna. Jako normální
(pozitívní) se překvapivě označuje ta gradace, kde velikost zrna postupně klesá ve vrstvě
směrem nahoru. U inverzní (negativní) gradace naopak rozměr zrn narůstá v tomtéž směru.
GREIGIT — thiospinelový minerál, sirník Fe z linnéitové řady. Ultrajemné krystaly s náznaky
oktaedrických ploch. Významný nositel magnetických vlastností karbonátových hornin; spolu
s původně vnitrobuněčným bakteriálním magnetitem.
H
HALMYROLÝZA — podmořské zvětrávání jemně úlomkovitého sedimentárního, zejména tufitického
materiálu, který je rozprostřen v tenké vrstvičce na mořském dně a vystaven dlouho
účinkům mořské vody.
HARDGROUND — skalní dno. Zpevněný karbonátový povrch. Bývá erodován, nebo porůstán
organismy.
HLÍZNATÝ VÁPENEC — vápenec který obsahuje zpravidla dost mikritu, poněkud zvýšenou
jílovou příměs a v němž se vytvořily některým z možných způsobů hlízy (obvykle diagnetickým
rozpouštěním). Jde o velkou, dosti umělou skupinu vápenců z hlubšího moře, ale i z mělkovodí.
CH
CHONDRITI — prožerky a doupata organismů, rourkovité a tlusté jako prst, mající tvar obráceného
deštníku nebo rozvětvené antény. Masově pronikají vápencový turbidit nebo tempestit.
Jsou charakteristickou složkou ichnospolečenstev v turbiditech z jemného vápencového kalu
a detritu. Sloužily jako podpovrchové komory pro pěstování metanových bakterií — první
složky potravinového řetězce.
I
ICHNOFOSÍLIE — stopy po činnosti nebo pohybu organismů (doupata, prožerky, naleptání
podkladu, stopy po lezení).
IMBRIKACE — imbrikace klastů, valounů. Doškovité uspořádání protažených valounů se
sklonem jejich největších plošek na jednu stranu, v naprosté většině proti proudu.
INFAUNA — fauna žijící většinou nebo zčásti pod povrchem sedimentu.
K
KALCIKRUSTA — caliche [kališ]. Suchozemské pedogenní procesy na sedimentech. Častější než
povlaky jsou hrudkovité sběrné krystalizace a konkrece v určité vzdálenosti pod povrchem.
KALCISILTIT — jemný prach tvořený přímo mikrofosíliemi nebo jejich úlomečky. Uvádí se
jako standardní mikrofacie SMF 2, ale může vznikat i jinak.
KARBONÁTOVÁ PLOŠINA — ’carbonate platform’, je rozsáhlejší plochý povrch v blízkosti
mořské hladiny obsahující různé typy karbonátových sedimentů (od několika set metrů do
několika set kilometrů). Utopená plošina pokrytá pelagickými sedimenty je označována jako
karbonátové plató, ’carbonate plateau’.
KEROGEN — vyzrálá, zbytková část organické hmoty. Má rohovitý vzhled a nebývá rozpustná
v organických rozpouštědlech.
KLIVÁŽ — cleavage [klívidž], puklinatost, odlučnost. Je sice termínem deformačním a nikoliv
faciálním, ale je třeba se o ní zmínit. Střih na jemných, paralelních puklinkách, vyvolává
i rotaci částic horniny (např. i protažení korálů), ale ne silné překrystalování horniny (to by
83 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
již byla metamorfní břidličnatost a foliace). Pozor také na roje dlouhých paralelních puklin.
Ty i kliváž byly mnohokrát mylně považovány za vrstvy.
KOHOUTOVY PROUDY — podmořské prameny sladkých vod v horní části předútesového
svahu. Přebytek ze sladkovodních ostrovních aquiferů. Hnací mechanizmus je termální nebo
spojený s artézským (spojené nádoby).
KRYPTALGÁLNÍ — kryptalgální struktura vzniká krystalizací drobných krystalů karbonátu
činností sinic v sedimentu nebo v silné řasové rohoži, což je důsledek denních změn v odnímání
CO2 z vody. Jedná se o případ, kdy se shluky fosilních sinic nedochovaly nebo jsou dochovány
pouze ve zbytcích. V kryptalgální struktuře bývají přítomny vykliňující vázané vrstvičky.
Často tvoří slupkovité obaly na korálech.
L
LAMINIT — negenetický název pro horninu složenou z lamin sedimentu. Laminy vznikají
pomalou sedimentací s oscilující intenzitou ze suspenze, nebo ukládáním z proudu. Metamorfní
laminace vzniká extrémním vytažením původně nehomogenních izometrických objektů podél
ploch foliace.
LOFERIT — dolomitická, jemně kalová hornina, někdy s peletami, téměř vždy s lehce svraštělým
horizontálním zvrstvením a drobnými fenestrálními texturami. Velmi mělkovodní sediment.
M
MANGROVE — obecně porosty na plochém zaplaveném nebo periodicky zaplavovaném pobřeží,
kde rostliny vytvářejí vzdušné kořeny. Tento typ příbřežních plošin s bahnitým dnem
protkaným kořeny se vyskytuje již od paleozoika, ačkoliv vlastní mangrove vznikly později.
MARŠE — velmi příbřežní prostředí (bažiny), se suchozemskými a vodními rostlinami různého
typu.
MASSENKALK — šedý masívní útesový vápenec v širším slova smyslu. V Moravském krasu
je synonymem tohoto výrazu vilémovický vápenec v litologickém, ne stratigrafickém slova
smyslu.
MATRIX — základní hmota. V případě vápenců je to zpravidla kalový nebo detritický sediment,
máme-li např. velké korály plovoucí v karbonátovém písku až štěrku, pak se může pojem
matrix týkat i tohoto hrubého materiálu. Je to pojem týkající se relativní dimenze částic nebo
krystalů.
MIKROSPARIT — nejjemnější krystalická velikost sparitu. Zpravidla je očekáván vznik
překrystalováním mikritu.
MIKROSTYLOLITY — jemná sí ovina rozpouštěcích švů rozvětvená v silně rozpouštěném,
zpravidla mikritickém karbonátu.
MRTVÝ POVRCH RIFU — povrch karbonátového tělesa se skalními dny, štěrky nebo písky,
takřka bez osídlení přisedlými organismy. Následek tsunami, vynoření, změn ve složení vody,
nebo i extrémního zásahu nákazy nebo dravců požírajících korály. Nebývá na rifech řídkým
jevem.
N
NANOMIKRIT — velmi jemné částice karbonátů. V některých případech to bývají velmi jemná
biomorfní tělíska z planktonu, v křídě kokolitů.
NÁRŮSTY KARBONÁTOVÉ — český termín pro buildups, aktivně rostoucí nahromaděniny
karbonátového materiálu. Obecný termín srovnatelný s rify v jejich nejširším slova smyslu.
NEKTO-BENTÓZNÍ — organizmy, které dosedají občas na dno, nebo na něm hledají potravu,
ale jinak plovou nad ním.
11. DOPLŇUJÍCÍ SLOVNÍK TERMÍNŮ 84
NEOMORFISMUS — neomorfní sparit, který překrystalovává na místě starší struktury a dává
hornině odlišnou strukturu.
O
OCHOZY — zpravidla ponořené abrazní plošiny, někdy též nazývané terasy.
OLISTOSTRÓMY — olistolity a olistostrómy jsou obřími bloky sklouzávajícími do pánve. Mohou
být osamocené nebo v sériích.
OSYPY — podmořské sutě, zpravidla pod svahem rifu.
P
PELAGOS — nemyslí se obvykle přímo širokomořské prostory, ale soubor organizmů obývajících
toto prostředí.
PLANKTON — soubor drobných organizmů vznášejících se v připovrchových vrstvách moře,
bohatá společenstva mají zejména větší mořské prostory.
PLATFORMA — v pojetí karbonátových facií plošina s karbonátovými písky, bahnem, nebo
porostlá korálovou faunou. Má kontakt s mořskou hladinou. Odlišovány jsou speciální
karbonátové plošiny, bu hlubokomořské, nebo na temeni plochých elevací izolovaných
v širokém moři a rozprostírajících se v hloubce na spodní hranici fotické zóny.
PSEUDOSPARIT — jiný výraz pro neomorfní sparit, tedy sparit pozdější, nikoli primárně
vykrystalovaný v dutinách.
PYKNOKLINA — rozhraní různě hustých vrstev stratifikovaného stagnujícího oceánu. Má vliv
na šíření vnitřního vlnění v mořích, na šíření zvuku, na odštěpování horizontálních apofýz
turbiditních proudů sestupujících podél kontinentálního svahu.
R
RAMPA — karbonátová rampa. Ukloněný, plochý karbonátový povrch, který se mírně svažuje
směrem do pánve. Rozlišuje se mělká příbřežní (proximální) a hlubší (distální) část rampy.
RIF — vývoj názvu má stejné nesnáze jako český termín útes, který znamenal (a znamená),
jakékoliv skalisko, zpravidla nebezpečné pro náš pohyb, tedy totéž. Nejlepší definice rifu,
vzhledem k tématu, je: Aktivně rostoucí těleso s organizmy, schopné odolávat vlnění. Pojem
má výhodu, že je mezinárodně srozumitelný. Dualita názvosloví rif-útes existuje v české
literatuře již 50 let. Lépe zní rifogenní než útesogenní, ale naopak lépe zní předútes než
předrif.
RIFOVÁ AKRECE — přirůstání karbonátového tělesa na jeho živém nebo sedimentačním
povrchu. Je výsledkem procesů produkce karbonátu, bioeroze a rozpouštění, sedimentace
a časné diageneze.
RIFOVÁ PLOŠINA — ’reef flat’, je plochá část rifu v blízkosti hladiny.
REZIDUÁLNÍ SEDIMENT — nejstálejší komponenty sedimentu, které zůstávají na místě i po
zvětrání matečné horniny.
REZIDUM — reziduum po rozpouštění na stylolitech nebo mikrostylolitech, nebo reziduum po
vymytí jemnějších částic bouřkou nebo proudem.
RYTMY— název pro nepravidelné cykly, nebo neurčité periodicity.
S
SEBCHA — sebka, příbřežní nebo vnitrozemské, velmi ploché sníženiny, v aridním nebo
semiaridním klimatu. Jsou zaplavovány vodou jen velmi vzácně. Typické je silné odpařování,
přítomnost evaporitů, rozpraskaných laminovaných bahen, solných výkvětů.
85 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
SILICITY — horniny tvořené z větší části jemně krystalickým křemenem. Často křemen
metasomaticky nahrazuje karbonát nebo jílové minerály.
SILKRUSTA — křemenná zvětrávací krusta, vzniklá v podmínkách souše.
SKALENOEDR — ditrigonální skalenoedr, hojný tvar kalcitu v tzv. psích zubech (typ
horninového tmelu, často na okrajích neuzavřených dutin v karbonátu). Špičatý krystal
tvoří 12 trojúhelníkových ploch (obecných, skalénů), vždy dvě jsou nad plochou myšleného
prvořadého klence. Může být vyšší a nižší.
SKELETÁLNÍ VÁPENCE — vápence tvořené především viditelnými kostřičkami nebo schránkami
organizmů, případně hojnou drtí viditelných kostřiček organizmů.
STYLOLITY — švy rozpouštění. Vznikají na styku velkých klastů a na vrstevních spárách, někdy
i na sevřených puklinách. Typické je jejich zazubení (tvar zubatě oscilující křivky) a ztráta
objemu sedimentu v místě švu (například zmizení 1 / 2 fosílie).
SUTURY — neboli švy, u karbonátových hornin představují širší pojem pro horninové stylolity,
prostupující fluidní filmy v krystalové pevné fázi, a další podobné jevy.
Š
ŠELF — mělkovodí blízké pobřeží. Odvozeno od anglického shelf (police). Dnešní šelfy obklopují
kontinenty skutečně jako police dosahující hloubek asi 200 m. Průměrný sklon je pouze 0.1°,
kontinentálního svahu 5°. Šelfy jsou tvořeny klastickými nebo karbonátovými klíny (viz profil
základní sekvencí). Existence šelfů je typická pro vysoké stavy světové hladiny moří.
T
TAFONOMIE — nauka o uspořádání a dochování organismů pohřbených do sedimentu.
TANATOCENÓZA — podobně jako nekrocenóza, seskupení nebo společenstvo mrtvých těl
a tělesných zbytků. Zdůrazňuje se proto, že mnohdy vykazuje podstatné změny složení oproti
původnímu složení živých organismů na rifu, vlivem bioeroze, rozpouštění a resedimentace.
Nakupení fosilních skeletálních zbytků přímo indikuje pouze zlomek z celé původně přítomné
bioty (s měkkým tělem).
TROMBOLIT — úlomkovitá karbonátová hornina jemně a řídce protkaná vlákny řas. Ta jsou
obalená rourkami cementačních krust, což celou porézní horninu zpevňuje.
TSUNAMI — dlouhé mořské vlny (do 200 km) mimořádně ničivého účinku. Rychlosti do
950 km / h, výšky až několik desítek metrů (ojediněle až 600 m). Vznikají při prudkých
pohybech pod mořem (zemětřesením, obřími sesuvy, podmořskou sopečnou činností).
U
ÚTES — vývoj názvu má stejné nesnáze jako anglický termín. Staroanglický riff, i pozdější reef,
znamenal jakékoliv skalisko. Název je často spojován s korálovým útesem nebo i sedimenty
v jeho okolí, byl definován v (nebezpečně !) mnoha různých šířích a významech. Složení
živého povrchu útesu většinou kontrastuje s horninami v jeho podloží (procesy před akrecí).
Nejlepší definice útesu v tomto smyslu: Aktivně rostoucí těleso s organizmy, schopné odolávat
vlnění.
V
VĚŽOVÉ ÚTESY — pinnacle reefs, vznikají ze skvrnových útesů (patchreefs) při rychlejším
utápění plošiny, nebo při nemožnosti expandovat do stran (např. díky pohyblivým oolitovým
pískům).
VÝČASOVÉ PROUDY — proudy vyvolávané slapovým dmutím, postupem přílivové vodní masy
na mělčiny a jejím opětovným ústupem.
11. DOPLŇUJÍCÍ SLOVNÍK TERMÍNŮ 86
Z
ZEBRA — zebrové typy karbonátového sedimentu jsou užívány ve spojitosti s bloky, jejichž
vrstvičky se při skluzové deformaci štěrbinovitě otevírají a jsou vyplňovány sparitem.
Zebrové typy uspořádání lagunárních bioherem — opakující se pruhy skvrnových útesů
a hřbetů v laguně. Vznikají bu jako následek reliéfu pískových valů nebo jako důsledek
interferenčního zhuš ování a zře ování suspenze za výspou tvaru kosy.
ZRALOST — jako stádium zvětrávací vyzrálosti siliciklastické příměsi v karbonátu. Charakterizuje
se sníženým množstvím alkálií oproti hliníku, větším relativním množstvím křemenných
zrn a stabilních těžkých minerálů. Uvádí se však i jiná zralost (maturity), a to jako
vyzrálost rifového stádia. Například: Nejméně zralými sedimenty jsou tmavě zbarvené facie
s pionýrskou bentózní faunou, světlé facie s korály jsou naopak označovány za nejvyzrálejší.
12. ODKAZY NA DALŠÍ ZDROJE INFORMACE
Literatura:
Adey, W.H., 1978. Coral Reef Morphogenesis: A Multidimensional Model. New data form coring
and carbon-14 dating provide keys for unraveling some classical enigmas. — Science, vol.
202, November, 831–837. Washington.
Awwiller, D.N., 1993. Illite / smectite formation and potassium mass transfer during burial
diagenesis of mudrocks: a study from the Texas Gulf Coast Paleocene-Eocene. — Journal of
Sedimentary Petrology, 3: 501–512. Lawrence.
Bain, R.J. — Foos, A.M., 1993. Carbonate Microfabrics Related to Subaerial Exposure and
Paleosoil Formation. — In: R. Rezak — D.L. Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics: Frontiers
in Sedimentary Geology, 19–27. Springer Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Bathurst, R.G.C., 1991. Pressure-Dissolution and Limestone Bedding: the Influence of Stratified
Cementation. — In: G. Einsele — W. Ricken — A. Seilacher (eds.), Cycles and Events in
Stratigraphy, 450–463. Springer Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Bennett, R.H. — Fischer, K.M. — Lavoie, D.L. — Bryant, W.R. — Rezak, R., 1989. Porometry
and fabric of marine clay and carbonate sediments: determinants of permeability. — Marine
Geology, 89: 127–152. Amsterdam.
Bless, M.J.M. — Dusar, M. — Felder, P.J. — Swennen, R., 1993. Lithology and biostratigraphy
of Upper Cretaceous — Paleocene carbonates in the Molenbeersel borehole (NE Belgium). —
Geologie an Mijnbouw, 71: 239–257, Kluwer Acad. Publ., Haarlem.
Bouma, A.H., 1962. Sedimentology of some flysch deposits. — Elsevier Publ. House. Amsterdam.
Brachert, T.C. — Dullo, W.-Ch., 1991. Laminar micrite crusts and associated foreslope processes,
Red Sea. — Journal of Sedimentary Petrology, 61(3): 354–363. Lawrence.
Brand, U., 1989. Global climatic changes during the Devonian — Mississippian: Stable isotope
biogeochemistry of brachiopods. — Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, v. 75,
311–329.
Brand, U. — Veizer, J., 1981. Chemical Diagenesis of a Multicomponent Carbonate System, v. 2,
Stable Isotopes. — Journal of Sedimentary Petrology, 51: 987–997. Lawrence.
Buczynski, Ch. — Chafetz, H.S., 1993. Habit of Bacterially Induced Precipitates of Calcium
Carbonate: Examples from Laboratory Experiments and Recent Sediments. — In: R. Rezak
— D.L. Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics: Frontiers in Sedimentary Geology, 105–116.
Springer Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Carmichael, I.S.E. — Engster, M.P., 1987. Thermodynamic Modelling of Geological Materials:
Minerals, Fluids and Melts. — Reviews in Mineralogy, 17: 499 str., Publ. of Mineralogical
Society of America. Washington.
Carney, C. — Boardman, M.R., 1993. Trends of Sedimentary Microfabrics of Ooid Tidal Channels
and Deltas. — In: R. Rezak — D.L. Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics: Frontiers in
Sedimentary Geology, 29–39. Springer Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Carpenter, S.J. — Lohmann, K.C. — Holden, P. — Walter, L.M. — Huston, T.J. — Halliday,
A.N., 1991. 18
O values, 87
Sr / 86
Sr and Sr / Mg ratios of Late Devonian abiotic marine calcite:
87
12. ODKAZY NA DALŠÍ ZDROJE INFORMACE 88
Implications for the composition of ancient sea-water. — Geochimica et Cosmochimica Acta,
v. 55, 1991–2010.
Choquette, P. — Pray, L., 1970. Geologic nomenclature and classification of porosity in
sedimentary carbonates. — Bulletin of the American Association of Petroleum Geologists,
54(2): 207–250. Tulsa.
Cloething, S., 1994. Sedimentary Basin Analysis and Basin Modelling. Short Course, 245 str.,
Univerzita Karlova. Praha.
Collinson, J.D. — Thompson, D.B., 1984. Sedimentary Structures. — George Allen & Unwin,
194 p. London.
Dade, W.B. — Lister, J.R. — Huppert, H.E., 1994. Fine-Sediment Deposition from Gravity
Surges on Uniform Slopes. — Journal of Sedimentary Research, vol. A64, No. 3, p. 423–432.
Dorobek, S.L. — Smith, T.M. — Whitsitt, P.M., 1993. Microfabrics and Geochemistry of
Meteorically Altered Dolomite in Devonian and Mississippian Carbonates, Montana and
Idaho: In: R.Rezak & D.L.Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics. — Frontiers in Sedimentary
Geology, p. 205–225. Springer Verlag. N.Y. — Berlin — Heidelberg.
Edwards, D.A., 1993. Turbidity Currents: Dynamics, Deposits and Reversals. — Springer-Verlag,
Lecture Notes in Earth Sciences, v. 44, p. 1–173. Berlin, Heidelberg, New York.
Einsele, G., 1992. Sedimentary Basins: Evolution, Facies and Sediment Budget. — Springer
Verlag, 620 str., Berlin — New York — Heidelberg.
Eliáš, M. — Eliášová, H., 1984. Facies and paleogeography of the Jurassic in the western part of
the Outer Flysch Carpathians in Czechoslovakia. — Sborník geologických věd, Geologie, 39:
105–170. Praha.
Fenninger, A., 1991. The Permian-Triassic of the Gartnerkofel-1 Core (Carnic Alps, Austria): Mineralogy
of the Shaly and Marly Interbeds. — Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt,
45: 53–60. Wien.
Flügel, E., 1977. Untersuchungen über Beziehungen zwischen mikrofaziellen und technologischen
Merkmalen steirischer Dachsteinkalke. — Mitt. Abt. Geol. Paläont. Bergb. Landesmus.
Joanneum, 38: 193–204. Graz.
Flügel, E., 1982. Microfacies Analysis of Limestones: 633 p. — Springer Verlag. N.Y. — Berlin
— Heidelberg.
Flügel, E., 1988. Faziell-stratigraphische Entwicklung im Paläozoikum von Belemedik
(Bagdadbahn-Profil), Südanatolien. — Facies, 18, 123–168. Erlangen.
Flügel, E. — Flügel-Kahler, E. — Martin, J.,M. — Martin-Algarra, A., 1984. Middle Triassic
Reefs from Southern Spain. — Facies, 11, 173–218. Erlnagen.
Flügel, E. — Herbig, H.-G., 1988. Mikrofazies karbonischer Kalkgerölle aus dem Paläozoikum
des Rif (Marokko): Ein Beotrag zur Paläogeographie der westmediterranen Paläotethys im
Karbon. — Facies, 19, 271–300. Erlangen.
Folk, R.L., 1962. Spectral Subdivision of Limestone Types. — Memoir of the American Association
of Petroleum Geologists, 1: 62–84. Tulsa.
Folk, R.L., 1973. Carbonate Petrography in the Post-Sorbian Age. — In: Evolving Concepts in
Sedimentology, 118–157. Baltimore.
Friedmann, G.M. — Sanders, J.E., 1978. Principles of Sedimentology. — John Wiley and Sons,
792 p. N.Y. — Chichester — Brisbane — Toronto.
Geister, J., 1994. Coral Reefs in the Past, Present and Future. — Program and Abstracts, Second
European Regional Meeting, International Society for Reef Studies, 132 str., Luxembourg.
Geister, J. — Herb, R. (eds.), 1984. Géologie et paléoecologie des récifs. — Sciences de la Terre,
Université de Bern, 465 str., Bern.
89 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Geldsetzer, H.H.J. — James, N.P. — Tebbutt, G.E., 1988. Reefs: Canada and Adjacent Areas.
— Canadian Society of Petroleum Geologists, Memoir, 13: 775 str., Calgary.
Gischler, E., 1992. Das devonische Atoll von Iberg und Winterberg im Harz nach Ende des
Riffwachstums. — Geologisches Jahrbuch, Reihe A, Heft 129: 193 str., Hannover.
Glynn, P.W., 1984. Widespread coral mortality and the 1982-83 El Nio warming event. — Env.
Conserv., 11(2): 133–146. Lausanne.
Grimm, K.A., 1992. High-resolution imaging of laminated biosiliceous sediments and their
paleogeographic significance (Quaternary, site 798, Oki Ridge, Japan Sea): In Pisciotto, K.A.,
Ingle, J.C.Jr., von Breymann, M.T., Barron, J. et al.. — Proceedings of the Ocean Drilling
Program, Scientific Results, v. 127-128, pt. 1, p. 540–558. Texas A & M Univ.
Hiscott, R.N., 1994a. Traction-carpet stratification in turbidites — fact or fiction?. — Journal of
Sedimentary Research, Lawrence, v. April 64, No. 2, p. 204–208.
Hiscott, R.N., 1994b. Loss of capacity, not competence, as the fundamental process governing
deposition from turbidity currents. — Journal of Sedimentary Research, Lawrence, v. A64,
No. 2, p. 209–214.
Hladil, J., 1986. Trends in Development and Cyclic Patternbs of Middle and Upper Devonian
Buildups. — Facies, 15: 1–34. Erlangen.
Hladil, J., 1988. Petrogenetogramy (reliktní struktura) v karbonátových horninách. [Petrogenetograms
(relic or herrited structures) of the carbonate rocks]. — Věstník Ústředního ústavu
geologického, 63(4), 201–207. Praha.
Hladil, J., 1994. Mikrofacie devonských vápenců na Moravě (Část I. — Klasifikační přístupy),
[Microfacies of Devonian Limestones in Moravia (Part I. — Approaches in Classification)].
— Zemní Plyn Nafta, 38(4): 291–335. Hodonín.
Hladil, J., 1994. Mikrofacie devonských vápenců na Moravě (Část II. — Přehled mikrofacií),
[Microfacies of Devonian Limestones in Moravia (Part II. — Review of Discerned Microfacies)].
— Zemný Plyn Nafta, 39(1): 19–70. Hodonín-Gbely.
Hladil, J. — Čejchan, P. — Beroušek, P., 1991. Orientation of the conical tests of tentaculites:
internal waves in aqueous environment. — Časopis pro mineralogii a geologii, 36(2–3):
115–130. Praha.
Hochella, M.F., Jr. — White, A.F. (eds.), 1990. Mineral — Water Interface Geochemistry. —
Reviews in Mineralogy, 23: 603 str., Publ. of Mineralogical Society of America. Washington.
Hoffmann, A. — Narkiewicz, M., 1977. Developmental pattern of Lower Paleozoic banks and
reefs. — Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie, Monatshefte, 5: 272–283. Stuttgart.
Horowitz, A.S. — Potter, P.E., 1971. Introductory Petrography of Fossils. — Springer Verlag,
251 str., Berlin — New York — Heidelberg.
Hudson, J.D., 1977. Stable isotopes and limestone lithification. — Journal of the Geological
Society, London, v. 133, 637–660.
Hüssner, H.-M., 1994. Reefs, an elementary principle with many complex realizations. —
Beringeria, Würzburger geowissenschaftliche Mittelungen, 11: 1–99. Würzburg.
Illing, L.V., 1954. Bahaman calcareous sands. — Bulletin of the American Association of
Petroleum Geologists, 38(1): 1–95. Tulsa.
James, N.P — Mountjoy, E.W., 1983. Shelf-slope break in fossil carbonate platform: and overview.
— In: The Shelfbreak: critical interface on continental margins. — Special Publication,
Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, 33: 189–206. Tulsa.
Jansa, L.F. — Fischbuch, N.R., 1974. Evolution of a Middle and Upper Devonian sequence from
a clastic coastal plain-deltaic complex into overlying carbonate reef complexes and banks,
Sturgeon — Mitsue Area, Alberta. — Bulletin of Geological Survey of Canada, 234: 105 str.
Ottawa.
12. ODKAZY NA DALŠÍ ZDROJE INFORMACE 90
Klovan, J.E., 1974. Development of Western Canadian Devonian reefs and comparison with
Holocene analogues. — American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 12: 1–100.
Tulsa.
Konta, J., 1972. Kvantitativní systém reziduálních hornin, sedimentů a vulkanoklastických
usazenin. — Univerzita Karlova, Praha.
Krebs, W., 1972. Facies and Development of the Meggen Reef (Devonian, West Germany). —
Geologische Rudschau, 61: 647–671. Stuttgart.
Krebs, W., 1974. Devonian Carbonate Complexes of Central Europe. — Society of Economic
Paleontologists and Mineralogists, Special Publication 18: 155–208. Stuttgart.
Kreutzer, L.H., 1992. Photoatlas zu den variszischen Karbonat-Gesteinen der Karnischen Alpen
(Osterreich / Italien) [Photo-Atlas of the Variscan carbonate rocks of Carnic Alps (Austria /
Italy), in German]. — Abhandlungen der Geologischen Bundesanstalt, 47, 1–129. Wien.
Kuenen, P.H., 1948. Turbidity currents of high density: International Geological Congress,
Reports of the Eighteenth Session, Great Britain, v. 8, 44–52. London.
Kukal, Z., 1964. Litologie barrandienských karbonátových souvrství. — Sborník geologických
věd, Geologie, 6: 123–165. Praha.
Kukal, Z., 1985. Návod k pojmenování a klasifikaci sedimentů. — Metodické příručky, Ústřední
ústav geologický (Český geologický ústav), 2: 80 str. Praha.
Kukal, Z., 1985. Základy sedimentologie. — Academia, 466 str. Praha.
Kukal, Z., 1990. The Rate of Geological Processes. — Academia, 284 str. Praha.
Kupecz, J.A. — Montanez, I.P. — Gao, G., 1993. Recrystallization of Dolomite with Time. — In:
R. Rezak — D.L. Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics: Frontiers in Sedimentary Geology,
187–194. Springer Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Langbein, R. & Meinel, G., 1985. Zur Petrologie des Thuringer Tentakuliten-knollenkalkes
(Devon) [On the petrology of the Thuringian Tentaculites nodular limestone (Devonian), in
German]. — Hallesches Jahrbuch fur Geowissenschaften, v. 10, p. 55–69. Halle-Wittenberg.
Laporte, L.F., 1971. Reefs in Time and Space. — Special Publication, Society of the Economic
Paleontologists and Mineralogists, 18: 256 str. Tulsa.
Lecompte, M., 1970. Die Riffe im Devon der Ardennen und ihre Bildungsbedingungen. —
Geologica et Palaeontologica, 831–837. Marburg.
Leighton, M.W — Pendexter, C., 1962. Carbonate Rock Types. — In: W.E. Hamm (ed).,
Classification of Carbonate Rocks. Memoir of the American Association of Petroleum
Geologists, 1: 33–61. Tulsa.
Longman, M.W., 1981. Carbonate Diagenesis as a Control on Stratigraphic Traps. — Education
Course Note of the American Association of Petroleum Geologists, 21: 159 str. Tulsa —
Calgary.
Lowe, D.R., 1982. Sediment gravity flows: Their calssification and some problems of application
to natural flows and deposits. — Special Publiocations, Society of Economic Paleontologists
and Mineralogists, 27: 75–82. Tulsa.
Lowenstam, H.A. — Epstein, S. (1957): On the origin of the sedimentary aragonite needles of the
Great Bahama Bank. — Journal of Geology, 65: 364–375. Chicago.
Nagle, J.S., 1967. Wave and current orientation of shells. — Journal of Sedimentary Petrology,
37(4): 1124–1138. Tulsa.
Mattes, B.W. — Mountjoy, E.W., 1980. Burial dolomitization of the Upper Devonian Miette
Buildups, Jasper National Park, Alberta. — In: Concepts and models of dolomitization.
Special Publication, Society of the Economic Paleontologists and Mineralogists, 28: 259–297.
Lawrence.
91 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Matthesius, G. — Schneider, W. (1974): Statistische Untersuchungen für abhängige Beobachtungsmerkmale
am Beispiel authigener Quarze. — Geologische Rundschau, 63(3): 1232–1248.
Stuttgart.
May, A., 1993. Sedimentologie und Verwitterungsbeständigkeit des Wellenkalks (Unterer Muschelkalk)
von Osnabrück. — Osnabrücker naturwiss. Mitt., 19: 35–56. Osnabrück.
McCrea, J.M., 1950. On the isotope chemistry of carbonates and paleotemperature scale. —
Journal of the Physical Chemistry, v. 18, 849–857. New York.
McKee, E.D., 1953. Report on studies of stratification in modern sediments and in laboratory
experiments. — Office of Naval Research Publications, Project Nour. 164(00), Nr. 081123,
61 p. Washington.
McKee, E.D., 1957. Flume experiments on the production of stratification and cross-stratification.
— Journal of Sedimentary Petrology, v. 27, No. 2, p. 129–134.
Mišík, M., 1966. Microfacies of the Mesozoic and Tertiary Limestones of the West Carpathians.
— Nak adatelstvo Slovenskej Akadémie Vied. Bratislava.
Milliman, J.D., 1974. Marine Carbonates. — Springer Verlag, 375 p. Berlin.
Moreno-Eiris, E., 1987. Los montículos arrecifales de algas y arqueociatos del Cámbrio Inferior
de Sierra Morena. — Publicaniones especiales del boletín geológico y minero, 98(1-4): 1–127.
Madrid.
Muchez, Ph. — Viaene, W. — Dusar, M., 1992. Diagenetic control on secondary porosity in flood
plain deposits: and example of the Lower Triassic of northwestern Belgium. — Sedimentary
Geology, 78: 285–298. Amsterdam.
Mullins, H.T. — Cook, H.E., 1986. Carbonate apron models: alternatives to submarine fan model
fro paleoenvironmental analysis and hydrocarbon exploration. — Sedimetary Geology, 48:
37–79. Amsterdam.
Mutti, E., 1992. Turbidite Sandstones. — Agip. Instituto di Geologia Universita di Parma, Agip
S.p.A., S. Donato Milanese, 275 str. Parma.
Oekentorp, K., 1993. Frühdiagenese bei Galaxea und Goniastrea (Scleractinia) aus dem Jungpleistozän
der südlichen Sinai-Halbinsel (Ägypten). — Sonderveröffentlichungen, Geologisches
Institut der Universität zu Köln, 70 (Festschrift Ulrich Jux): 349–368. Köln.
Pettijohn, F.J., 1957. Sedimentary Rocks. — Harper and brothers Co. New York.
Piller, A. — Vogt, A. (eds.), 1993. Abstracts, First European Regional Meeting, International
Society for Reef Studies, 90 str. Univ. of Vienna, Wien.
Pirlet, H., 1965. Classification des calcaires de la série des aréno-cryptites. — Annales de la
Sciété géologique de al Belgique, 88(7–8): 395–410. Liége.
Playford, P.E. — Hurly, N.F. — Kerans, C. — Middleton, M.F., 1989. Reefal Platform
Development: Devonian of the Canning Basin, Western Australia. — Society of Economic
Paleontologists and Mineralgists, Special Publication 44: 187–202. Tulsa.
Potter, P.E. — Maynard, J.B. — Pryor, W.A., 1980. Sedimentology of Shale. — Springer Verlag.
N.Y. — Heidelberg — Berlin.
Potter, P.E. — Pettijohn, F.J., 1977. Paleocurrents and basin analysis. — Springer Verlag. N.Y.
— Heidelberg — Berlin.
Pratt, B.R., 1982. Stromatolitic Framework in Carbonate Mud Mounds. — Journal of Sedimentary
Petrology, 52: 1203–1227. Tulsa.
Reeder, R.J. (ed.), 1983. Carbonates: Mineralogy and Geochemistry. — Reviews in Mineralogy,
11: 535 str., Publ. of Mineralogical Society of America. Washington.
12. ODKAZY NA DALŠÍ ZDROJE INFORMACE 92
Reid, R.P. — MacIntyre, I.G. — James, N.P., 1990. Internal precipitation of microcrystalline
carbonate: a fundamental problem for sedimentologists. — Sedimentary Geology, 68: 163–170.
Amsterdam.
Reid, R.P. — MacIntyre, I.G. — Post, J.E., 1992. Micritized skeletal grains in Northern Belize
Lagoon: a major source of Mg-calcite mud. — Journal of Sedimentary Petrology, 62(1):
145–156. Lawrence.
Reineck, H.E. — Singh, I.B., 1980. Depositional Sedimentary Environments. — Springer Verlag,
Spronger Study Edition, 3rd Edition. 547 str. Berlin — New York — Heidelberg.
Reyment, R.A., 1971, Minor ebb-structures and shell orientations on a tidal beach (bay of
Arcachon, France). — Palaeogeography, Palaeoclimatology and Palaeoecology, v. 9, p.
265–275. Amsterdam.
Riding, R., 1982. Cyanophycite calcification and changes in ocean chemistry. — Nature, 299:
814–815. London.
Roberts, H.H. — Aharon, P. — Walsh, M.M., 1993. Cold-Seep Carbonates of the Louisiana
Continental Slope-to-Basin Floor. — In: R. Rezak — D.L. Lavoie (eds), Carbonate
Microfabrics: Frontiers in Sedimentary Geology, 95–104. Springer Verlag. Berlin — New
York — Heidelberg.
Scotese, C.R. — McKerrow, W.S., 1990. Revised world maps and introduction. — Geological
Society Memoirs, 12: 1–21. London.
Scholle, M., 1977. — Chalk Diagenesis and Its Relation to Petroleum Exploration: Oil from
Chalks, a Modern Miracle ? — American Association of Petroleum Geologist, Bulletin, 61(7):
982–1009. Tulsa.
Scholle, M. — Rebout, D. — Moore, C.H., 1983. Carbonate Depositional Environments. —
American Association of Petroleum Geologists, Memoirs 33: 1–708. Tulsa.
Skoček, V., 1985. Úloha sulfátů při diagenezi a přeměnách karbonátů. — Časopis pro mineralogii
a geologii, 30(1): 79–84. Praha.
Skoček, V., 1985. Vznik dolomitů a současný stav jejich výzkumu. — Časopis pro mineralogii
a geologii, 30(2): 113–130. Praha.
Skoček, V., 1986. Změny karbonátových sekvencí způsobené sestupující deš ovou vodou: západní
a jihozápadní Irák. — Časopis pro mineralogii a geologii, 31(1): 43–56. Praha.
Skoček, V. — Vavrdová, M., 1994. Quartzose pseudomorphs in Upper Proterozoic sediments of
the Blovice Formation: Czech Republic. — Journal of the Czech Geological Society, 39(4):
259–266. Praha.
Sorokin, Y.I., 1993. Coral Reef Ecology. — Springer Verlag, Ecological Studies, 102: 465 str.
Berlin — New York — Heidelberg.
Stoddart, D.R., 1969. Ecology an Morphology of Recent Coral Reefs. — Biological Review, 44:
433–498. London.
Stoddart, D.R. — Steers, J.A., 1977. The nature and origin of coral reef islands. — In: O.A. Jones
— R. Endeau (eds.), Biology and geologu of coral reefs, IV, Geology, 2: 59–105. Academic
Press. New York — San Francisco — London.
Strasser, A., 1984. Black-pebble occurrence and diagenesis in Holocene crabonate sediments
(Florida Keys, Bahamas and Tunesia). — Journal of Sedimentary Petrology, 54(4): 1097–1109.
Lawrence.
Syvitski, J.P.M. — Farrow, G.E., 1983. Structures and processes in bayhead deltas: Knight and
Bute Inlet, British Columbia. — Sedimentary Geology, v. 36, p. 217–244.
Tedeschi, D. — Marroou, P.M.R. — Pirini, C. — Sampó, M., 1959. Microfacies italiene. — Agip
S.p.A., S. Donato Milanese, 235 str. Parma.
93 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
Thompson, T.A. — Brown, M.A. — Kvale, E.P., 1989. Architectural elements of an ancient
carbonate sand wave: and example from the Salem Limestone (Mississippian) in southern
Indiana. — Geological Society of America, Abstracts with Program, 21: 292. Washington.
Tucker, M.E. — Wright, W.P. — Dixon, J.A.D., 1990. Carbonate Sedimentology. — Blackwell
Scientific Publications, 482 str. Oxford — Edinburg.
Valley, J.W. — Taylor, H.P., Jr. — O’Neil, J.R. (eds.), 1986. Stable isotopes in high temperature
geological processes. — Reviews in Mineralogy, 16: 596 str., Publ. of Mineralogical Society of
America. Washington.
Veizer, J., 1977. Diagenesis of Pre-Quaternary carbonates as indicated by tracer studies. —
Journal of Sedimentary Petrology, 47: 565–581.
Veizer, J. — Fritz, P. — Jones, B., 1986, Geochemistry of brachiopods: Oxygen and carbon
isotopic records of Paleozoic oceans. — Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 50, 1679–1696.
Walker, R.G., 1978. Deep-Water Sandstones Facies and Ancient Submarine Fans: Models
for Exploration for Stratigraphic Traps. — American Association of Petroleum Geologists
Bulletin, 62: 932–966. Tulsa.
Walker, K.R. — Alberstadt, L.P., 1975. Ecological succession as an aspect of structure in fossil
communities. — Paleobiology, 1: 238–257. Chicago.
Wanless, H.R., 1979. Limestone response to stress: pressure solution and dolomitization. —
Journal of Sedimentary Petrology, 49, 437–462. Tulsa.
Wanless, H.R. — Tedesco, L.P., 1993. Depositional and Early Diagenetic Controls on Texture
and Fabric of Carbonate Mudbanks, South Florida. — In: R.Rezak & D.L.Lavoie (eds),
Carbonate Microfabrics: Frontiers in Sedimentary Geology, p. 41–64. Springer Verlag. N.Y.
— Berlin — Heidelberg.
Wardlaw, N.C., 1976. Pore geometry of carbonate rocks as revealed by pore casts and capillary
pressure. — American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 60: 245–257. Tulsa.
Wedepohl, K.H., 1969. Primäre and diagenetische Strontiumgehalte von Karbonatgesteinen. —
Ber. dt. Ges. geol. Wiss., B, Mineral. Lagest.-Forsch., 14(1): 17–23. Berlin.
Wilde, P. — Berry, W.B.N., 1984. Destabilization of the oceanic density structure and
its significance to marine extinction events. — Palaeogeography, Palaeoclimatology and
Palaeoecology, 48: 143–162. Amsterdam.
Wilson, J.L., 1975. Carbonate Facies in Geologic History. — Springer Verlag, 471 str., Berlin —
New York — Heidelberg.
Wilber, R.J. & Neumann, A.C., 1993, Effects of Submarine Cementation on Microfabrics and
Physical Properties of Carbonate Slope Deposits, Northern Bahamas: — In: R.Rezak &
D.L.Lavoie (eds), Carbonate Microfabrics: Frontiers in Sedimentary Geology, 79–94. Springer
Verlag. Berlin — New York — Heidelberg.
Zagora, K., 1983, Uber Karbonatfaziestypen im marinen Devon und Karbon ausgewahlter Gebiete
der ostlichen Mittel- und Osteuropa und deren genetische Interpretation [On the marine
Devonian carbonate facies types in selected parts of eastern Central and Eastern Europe and
their genetical interpretation, in German]: Zeitschrift fur den geologischen Wissenschaften,
v. 11, No. 1, p. 17–25. Berlin.
12. ODKAZY NA DALŠÍ ZDROJE INFORMACE 94
Kompendia použitá pro části výkladu (otázky hydrodynamiky,
mineralogie, geochemie, ekologie, sedimentologie, atd.):
Edwards, D.A., 1993. Turbidity Currents: Dynamics, Deposits and Reversals. — Springer-Verlag,
Lecture Notes in Earth Sciences, 44: 173 str., Berlin — Heidelberg — New York.
Hochella, M.F., Jr. — White, A.F. (eds.), 1990. Mineral — Water Interface Geochemistry. —
Reviews in Mineralogy, 23: 603 str., Publ. of Mineralogical Society of America. Washington.
Hüssner, H.-M., 1994. Reefs, an elementary principle with many complex realizations. —
Beringeria, Würzburger geowissenschaftliche Mitteilungen, 11: 99 str. Würzburg.
James, N.P — Mountjoy, E.W., 1983. Shelf-slope break in fossil carbonate platform: and
overview. — In: The Shelfbreak: critical interface on continental margins. — Special
Publication, Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, 33: 189-206. Tulsa.
Kukal, Z., 1985. Základy sedimentologie. — Academia, 466 str. Praha.
Kukal, Z., 1990. The Rate of Geological Processes. — Academia, 284 str., Praha.
Longman, M.W., 1981. Carbonate Diagenesis as a Control on Stratigraphic Traps. — Education
Course Note of the American Association of Petroleum Geologists, 21: 159 str. Tulsa —
Calgary.
Mutti, E., 1992. Turbidite Sandstones. — Agip. Instituto di Geologia Universita di Parma, Agip
S.p.A., S. Donato Milanese, 275 str., Parma.
Reeder, R.J. (ed.), 1983. Carbonates: Mineralogy and Geochemistry. — Reviews in Mineralogy,
11: 535 str., Publ. of Mineralogical Society of America. Washington.
Rezak, R. — Lavoie, D.L. (eds), 1993. Carbonate Microfabrics. — Frontiers in Sedimentary
Geology, 313 str., Springer Verlag. N.Y. — Berlin — Heidelberg.
Scholle, M. — Rebout, D. — Moore, C.H., 1983. Carbonate Depositional Environments. —
American Association of Petroleum Geologists, Memoirs 33: 708 str. Tulsa.
Sorokin, Y.I., 1993. Coral Reef Ecology. — Springer Verlag, Ecological Studies, 102: 465 str.,
Berlin — New York — Heidelberg.
Tucker, M.E. — Wright, W.P. — Dixon, J.A.D., 1990. Carbonate Sedimentology. — Blackwell
Scientific Publications, 482 str., Oxford — Edinburg.
Wilson, J.L., 1975. Carbonate Facies in Geologic History. — Springer Verlag, 471 str., Berlin —
New York — Heidelberg.
REJSTŘÍK
A
abysál, abysální, 54, 65
agregátní zrna, agregátové vápence,
38, 46
agresívní a silně mineralizované
vody, 19, 33, 40, 41, 76, 77
akrece karbonátů, 28, 31
akreční výkon, 31, 36
aktivita iontů, rozpouštění / krystalizace,
15, 16, 19
aktivní povrch, rozpouštění / krystalizace,
17, 32
akvifer, zvodeň, 42, 77
albit, 42
alochemy, alochemický, částice, 43,
44 – 49, 80
amfipory, 49, 61, 71
ammonitico rosso, 51
anizotropie, 8
aragonit, 7, 8, 9, 12, 19 – 41, 77,
90
aragonitová mřížka, rhombická, 8
– 12, 14
aragonitový kanál, možnost vzniku
aragonitu, 25
astropetální dolomit, 45
atol, atoly, 50, 56, 80, 88
autigenní, autigenní minerály, 42
autochtonní, 43
autoklast, autoklasty, 41
B
bafflestone, 50
bahamit, 38, 89
bahnitý, vápnité bahno, vápencové
bahno, 37, 48 – 58, 63, 65, 71,
81 – 84
balance, v biologických karbonátových
pastech, 30
balvan, balvany, 36, 39, 50
bar, bary, valy karbonátového písku,
53, 80
bariéra, bariérový rif, 60, 69, 70,
80
bariéra, procesy diageneze, 32
barva, barva horniny, 41, 61, 86
baryum, Ba, 25
bazální blanket, báze rifu, 69
bilance, materiálová bilance, 70
bindstone, 50, 71
biocementstone, 50, 51
biodetrit, biodetritický, biodetritový
vápenec, 47
bioeroze, bioerozní, 32, 36, 37, 84,
85
bioherma, biohermy, biohermální,
60, 61, 80
bioklast, bioklasty, 37, 38, 39, 43 –
51, 58 – 61, 71, 80
biokrystalizace, 5, 18 – 21, 27
biologická past, ukládání karbonátů
do skeletů, 28 – 34
biomikritový vápenec, 47
biomorfa, 36, 37, 49, 58, 83
biostratigrafie, 66, 87
blok, blokový kalcit, 40
blok, blokový model v krystalové
mřížce, 20
blok, bloky hrouticiho se a rozpadajiciho
se rifu, 36, 39, 84
bloky v zemské kůře, 31, 36
bloky, velké korálové trsy, 37
Boumův cyklus, turbidity, 62, 72,
87
bouře, bouřkové sedimenty, 49 –
56, 60, 63, 71, 72, 80, 84
brekcie, 39, 41, 49 – 51, 58, 60, 71,
72, 78
břežní čára, 19, 30, 37, 54, 58 –
61, 69, 79, 81 – 84
bublina, bubliny, 16, 36, 38, 40,
58, 75, 80
budina, budiny, 34, 42, 78
buildup, karbonátový nárůst, 31,
60, 83, 89
C
částice, sedimentární částice, 17,
32 – 58, 63, 72 – 77, 80, 81
– 84
cedníkový dolomit, 41
čelní hrana karbonátové plošiny,
čelo rifu, 51, 60, 61, 69
cementace, tmelení, 9, 32 – 44, 50,
71, 75, 76, 81, 85, 87, 93
cementační pásky, diageneze, 34,
35
čeřina, čeřiny, 38, 53, 54, 61, 63,
72, 80, 81
četnost změn, diageneze, 16
chemogenní, hornina, 43, 58
chronostratigrafie, 66, 67
cizorodý, kationty, 8, 16, 18, 20
CL-luminiscence, katodová luminiscence,
mikroskopie, 26, 39,
40
clark, průměrný obsah chemických
prvků, 27
coquina, kokina, nahloučení schránek,
47, 49, 58, 81
coverstone, 50, 51, 71, 72
cykly, cyklicita, cykličnost, 67, 68
– 72, 84
D
děděný, dědící se pozice krystalových
defektů a uzavřenin, 14
dedolomitizace, 21, 41, 78
defekt, defekty, poruchy krystalové
mřížky, 12, 14 – 16, 21, 22,
55, 77
deltoid, tvar sedimentárního klínu,
69
desilicifikace, 41
deštníkový efekt, 40
destrukce, destrukce horninového
tělesa, 19, 29, 33, 39, 43, 50
diageneze, diagenetický, 5, 15, 16,
26 – 47, 75, 77, 80 – 84, 87, 90,
93
diastrofická sedimentace, 29
diferenční rozpouštění, selektívní
rozpouštění, 30, 42
difúze, difúzní procesy sběrné
a výměnné, 14, 17, 20, 24, 37
díra, díry, jámy, vynechané pozice
v mřížce, 12, 20
distalit, distality, distální turbidit,
62, 63
divergentní, deskové rozhraní, tektonické
prostředí, 68, 77
dolomit, dolomitizace, 5 – 9, 15 –
27, 31, 40, 41, 42, 55, 75, 77 –
81, 88 – 92
dolomitizační fronta, 41
dómový, kopulový tvar rifu, 60
dorůstání karbonátových sedimentárních
částic, 36, 38, 40
draslík, kalium, K, 42, 79
Dunham, Dunhamova klasifikace,
44, 48, 55
Dupontova koncepce, stromatolity,
41
dutina, dutiny v karbonátovém sedimentu,
32, 38 – 44, 51, 58 –
62, 77, 80 – 84, 85
dvojčatění, krystaly karbonátů, 9,
12, 24
dynamika, dynamika ekosystému,
29
E
ekosystém, 27, 29, 30, 31, 60, 71,
72
elektrická dvojvrstva, 8, 15 – 19,
21
endolitický, endolitické bakterie,
32, 38, 81
eolický prach, 65
eroze, 19, 32, 36 – 42, 51, 54, 55,
66, 69, 71, 72, 84, 85
estuaria, 38, 54, 58, 81
95
REJSTŘÍK 96
eustatické maximum, highstand,
30, 60
eustatické minimum, lowstand, 30,
60
eustatický, pohyb hladiny světových
moří, 30 – 34, 67, 68, 71
eutrofie, vod v moři nebo oceánu,
eutrofizace prostředí, 28, 29, 81
evaporit, evapority, 37, 41, 60, 84
eventostratigrafie, událostní stratigrafie,
66, 87, 89, 93
experiment, experimenty, experimentální,
17, 21, 27, 87, 91
extraklast, extraklastový vápenec,
37, 44
F
faciální zóny, wilsonovské, 59, 60,
61
facie, 5, 19, 34, 38, 56 – 66, 70, 75,
80 – 90, 93
fekální pelety, 38, 39, 58
fenestrální struktura, okénkovitá,
otevřená, 41, 50, 58, 81, 83
fibrální, fibrální krystaly, kalcit,
lemy, tmely, 12, 39, 40, 41, 76
flaserkalk, 51
floatstone, 50, 71
fluidní film, filmy, 18, 20, 21, 85
fluxoturbidit, úlomkotok, hustý
proud, 36 – 39, 53, 58, 62, 63,
72
Folk, folkovský, Folkova klasifikace,
12, 43 – 48, 55, 80, 88
foraminifery, foraminifero-řasový
písek, 27, 36, 37, 50, 58, 63, 81
foreset, foresety, sedimentace za
výběhovou hranou, 63, 72
fosfát, fosfáty, 19, 42, 81
fosilmoldický, fosilmoldické dutiny,
41, 77
fotbalové míče, horizonty fotbalových
míčů, koráli, 50
fotosyntéza, 27, 81
frakce, velikostní frakce částic, 36
– 39, 56, 58, 72
framestone, 50, 58
freatická zóna, diageneze, 40, 75
G
generace, generace klastů, tmelů,
fází krystalizace, 39, 40, 41, 72,
77
geneze, genetický, postupný vývoj,
42, 49, 51, 54, 55, 71, 81, 93
geofyzika, geofyzikální, 55
geometrie, geometrie těles, geometrie
krystalových poruch, 47, 55,
77, 93
geostrofický, geostrofické proudy,
54, 63
glaukonit, 42, 82
glomerula, glomeruly, metamorfní
krystalizace, 42
Grabau, Grabauova klasifikace, 43
gradient, spád na fyz., chem. nebo
biol. rozhraních, 16, 17 – 22,
28, 29, 33, 75, 77
grainstone, 49, 50, 58, 80, 81
grapestone, 38, 58
gravitace, gravitační, gravitit, 37,
39, 42, 53, 54, 56, 62, 63, 72,
81, 88, 90
Gressly, Gresslyho faciální koncepce,
56
griotte, vápence typu griotte, 51
guyot, guyoty, na oceánských vulkanických
horách, 56
H
habitus, habitus krystalů, 12, 87
halit, 41
hemipelagický sediment, prostředí,
56, 63, 65
highstand, eustatické maximum, 60
HIRES, high-resolution event
stratigraphy, eventostratigrafie
s vysokým stupněm rozlišení,
66, 67
hladina, hladina podzemních vod,
75
hladina, mořská hladina, 30, 31,
34, 56 – 69, 77, 82 – 85, 89
hlíza, hlízy, hlíznatý vápenec, 38,
42, 51, 54, 58, 82
hluboký, hluboké pohřbení, diageneze,
75, 77
homogenit, typ sedimentu, 54
hořčík, Mg, 5 – 24, 26, 27, 39, 40,
79, 87, 92
horninový, horninová fluida, 9, 15
– 22, 30, – 37, 42, 44, 75 – 78
hrana rifu, 34 – 41, 50, 58, 60, 61,
69 – 72, 80
hranice systému pevná fáze / roztok,
16, 17, 18, 19
hřbítkové zvrstvení, 53, 81
hrudka, hrudky, lumps, 38, 54, 58
hummocky-cross stratification,
hřbítkové zvrstvení, 53, 91
hvězdice, ostnokožci, 36
hydrotermy, hydrotermální, hydrotermální
fluida, žíly, 9, 21, 33
– 38, 41 – 44, 70, 78, 80
hypersalinní, prostředí, složení
vod, 9
I
ilit, jílový minerál, 42
injikovaný, injikované sedimenty
do trhlin, 42
intergranuláry, šterbiny mezi zrny,
20, 50
intraklast, intraklasty, intraklastový,
37, 38, 44, 51, 58
inundit, 54
iontový poloměr, 8, 17, 21
ionty akretory, 19
ionty inhibitory, 19
J
jeskyně, jeskynní, 9, 19, 30, 38, 39,
42
ježovka, ostnokožec, 40, 79
jíl, jílové minerály, 7, 15, 28, 30,
37 – 42, 48 – 55, 65, 79, 82, 85
K
kal, kalové kupy, akumulace mikritu,
38, 41, 43, 48 – 51, 56, 58,
63, 68, 82, 83
kalciarenit, 43
kalciklastický, 32, 50, 56, 69, 70,
71
kalcilutit, 43
kalciová past, 30
kalcirudit, 43
kalcisiltit, 51, 58, 82
kalcit, 5 – 9, 12, 15, 19, 21 – 27,
36 – 44, 61, 63, 78, 80, 85
kalcitová krystalová mřížka, 8 –
12, 15, 21
kanály, přílivo-odlivové, 38, 54, 58
kanibalizace, resedimentace, 44, 69
kapalina, kapalný, 14, 16, 36, 55,
75
karbonátová dvojvrstva, 8
karbonátová konkrece, 30, 38, 42,
79
karbonátová plošina, 38, 51 – 63,
69 – 75, 80 – 85
karbonátová skupina, CO3, 7, 8,
15, 16, 21, 26, 29
karbonátové těleso, carbonate
complex, 5 – 9, 15 – 19, 27
– 35, 42, 51 – 60, 66, 68, 75, 77
karbonátový nárůst, buildup, 31,
60, 83, 89
karbonátový písek, 36, 37, 58, 63,
71
karbonátový šelf, 30, 56, 59, 60,
66, 85, 89
Kasig, Kasigův cyklus, 71
kationt, 7, 8, 12, 15, 18, 21, 25, 27
kaverna, kaverny, kavernózní, 33,
40, 42, 77, 81
kinematika procesu krystalizace /
rozpouštění, 15, 18
klasifikace, 5, 36, 38, 43 – 59, 62,
67, 89
klast, klasty, klastický, 28 – 38, 41
– 60, 63, 66, 70, 80
klenec, rhomboedr, 8, 19, 27, 36,
40, 41, 85
klima, klimatický, 5, 34, 54, 56, 60,
68, 72, 79, 84, 87, 92
klín, sedimentární těleso a jeho
části, 51, 66, 69, 85
koeficient, rychlost rozpouštění /
krystalizace, 15, 16
koeficient difúze, 17
kokosový, tmel, 39
kolaps, kolabující, rifový ekosystém,
29
kolaps, inundity, 54
97 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
kolaps, kolabující, turbiditní sedimentace,
53, 63, 72
kompakce, kompaktit, 34, 76, 77
komponenty, složky karbonátové
horniny, 36, 40 – 48, 78, 84
koncentrace karbonátu, proces, 5,
27, 30, 31, 36
koncentrační spád, fyzikální geochemie,
16, 17, 18, 19, 22
konkrece, 30, 38, 42, 79
konodonti, organizmy, 61, 66
Konta, Kontova klasifikace, 48
kontaktní metamorfóza, 75
konturit, konturity, konturové
proudy, 54, 63, 72
korál, koráli, 9, 27, 36, 37, 46 – 50,
51, 60, 61, 71, 80 – 92
koroze, korozně-erozní účinky, 18,
19, 38, 42
korpuskulární, korpuskuliferní
kryptity, 47
kortoidy, povlékaná zrna, 37, 38,
58, 81
korýš, korýši, 32, 38, 54
koryto, koryta, morfologický termín,
37, 56, 62
krápník, krápníky, 39, 41, 42
kras, krasový, 33, 38, 41, 42, 69,
70, 79, 80, 83
krátkodobý akreční výkon, 31
křemen, křemenný, 41, 42, 47, 51,
55, 58, 85, 86
krinoid, krinoidi, lilijice, ostnokožci,
15, 26, 37, 40, 46, 49, 51, 61
Krynine, Kryninův koncept, 43
kryptit, 47
kryptosomatit, 47
Krystal, krystaly, krystalky, 5 –
30, 35, 40, 55, 63, 75 – 79, 81 –
85, 90, 91
krystalický agregát, 15, 19, 41 –
44, 78
krystalizační centrum, 30
krystalové poruchy, defekty, 12,
14 – 24, 34, 39, 55, 77
Kukal, Kukalova klasifikace, 5, 28,
47, 55, 90
kupolový, dómový rif, 60
kůra, zemská kůra, kůra – pláš ,
25
kvantita poruch, 55
L
lags, 58
laguna, lagunární, 33, 37, 50 – 61,
69, 80, 86, 92
lamina, laminace, laminit, 41, 42,
51, 58, 63, 71 – 78, 80 – 89
Laporte, Laportův model, 70
laterální, přechod facií, 56, 61, 66
– 70
laterit, lateritický, 30, 75, 79, 80
Leighton, Leighton-Pendexterova
klasifikace, 46, 55, 90
lemové rify, příbřežní útesy, 33,
56, 60
Liesengang, Liesengangovy kruhy,
20
lime mudstone, 48
litifikace, 37, 49, 51, 54, 71, 75
litoklast, litoklasty, 37 – 50, 58 –
61, 69, 77
litostratigrafie, 66
loferit, 58, 83
Longman, Longmanovo schéma diageneze,
41, 77, 90
lowstand, eustatické minimum, 60
lumachela, lumachella, nahloučení
schránek, 49, 58
lumps, hrudky, 38, 58
M
magnetostratigrafie, susceptibilitní
magnetostratigrafie, SMS, 66
magnezit, 8, 21, 24, 27
mangán, Mn, 8, 24, 26, 39, 40, 58,
79
marker, markery, soubor význačných
znaků pro polohu, horizont,
55, 66
matrix, základní hmota, 38, 43, 58,
83
mechanogenní mikrit, 43
membrána, povlak organické hmoty,
povlak živé organiky, 16, 18,
27, 37
meniskový tmel, meniscus cement,
40, 50
metabolismus, metabolická bilance,
organizmy, 27
metamorfóza, metamorfní, 15, 19,
24, 34, 42, 56, 75 – 83
metamorfní laminy, 42, 83
meteorické vody, deš ové vody, 75
meteoritický, mimozemský materiál,
63, 65
mikrit, 36 – 49, 54, 58, 61, 71 – 78,
81 – 87, 92
mikritizace, 38, 58, 92
mikrito-biodetritový vápenec, 47
mikritový vápenec, 47
mikrobrekcie, 49, 51, 58
mikrofacie, 5, 56 – 60, 82, 89
mikrogeoda, 41, 79
mikrosparit, 44, 83
mikrostylolit, drobné švy rozpouštění,
33, 83, 84
minerální vody, 33
miskovité, konkávní plochy rozpouštění,
19
mořská freatická zóna, diageneze,
75
mořská pórová voda, 41, 75, 77
mořská voda, 27, 30, 34, 41, 56,
60, 75, 77, 84
mořské prostředí, 9, 22, 32, 37, 38
– 41, 55, 84
mozaikový tmel, mosaic sparite, 40
– 42, 77
mrak, oblak transportovaných částic
v turbulentní suspenzi, 49,
53, 72
mřížka, mřížkové parametry, 8 –
26, 40
mrtvé plochy, povrchy na rifu,
útesu, 27, 50, 51, 59, 80, 83
Mutti, Muttiho práce o gravititech,
62, 91
mys, rifový mys, reef cap, 69
N
nadkritická horninová fluida, 19
nanoplankton, 36, 63, 65
nehomogenita, 14, 30 – 38, 41, 47,
50, 75 – 77, 83
nehybná vrstva, proces rozpouštění,
17, 18
nekarbonátové minerály, 15, 42,
54
nekton, 65, 83
neptunické žíly, 41
nesedimentace, přerušení sedimentace,
32
nesouhlasně omezené jednotky,
unconformity bounded units,
UBU, 66, 67
neuspořádaný dolomit, kalcit, neuspořádaná
mřížka, 21, 25
novotvořený, karbonát, 36
O
oceán, oceánské dno, 29, 30, 36,
41, 56, 59, 63 – 69, 80, 84
onkoid, onkoidy, 38, 39, 54, 58
ooid, oolity, 38, 43 – 47, 58, 81, 87
organická hmota, organický, 18 –
21, 27, 28, 41, 58, 61, 81, 82
organizmus, organická společenstva,
5, 27, 28, 50, 51, 56, 63,
65, 80, 84, 85
orogeneze, 29
ortochemický, mikrit, karbonát, 43
ortokvarcit, 47
ortomikrit, 43
oscilace, parametrů, 19, 54, 70, 77
oškrabující organizmy, 36
ostrov, ostrovy, 16, 41, 72, 75, 77,
80, 83
osvit, 28
otevřený šelf, 60, 61
oxidy železa, Fe-oxidy, 42, 81
P
póry, porozita, pórézní, 9, 15, 30,
– 38, 40, 41, 55, 75 – 77, 85
packstone, 49, 50, 51, 58, 72
pánev, pánevní, sedimentace v pánvi,
34, 37, 59
parabrekcie, 49
parakonglomerát, 49
parametry mřížky, 8, 12, 22
parasekvence, 70
patchreefs, skvrnové rify, útesy,
50, 60, 61, 85, 86
REJSTŘÍK 98
pebbly mudstone, siliciklastická
analogie floatstone, 50
pelagický, pelagit, 56, 58, 63, 65,
69, 72, 82
peletoidy, 38
peloidy, 38, 39, 44, 46, 58
periodity, periodicita, periodické
jevy, 38, 50, 54, 66, 71, 84
Pettijohn, Pettijohnovy klasifikace,
47, 91
pionýrská fauna, kolonizace dna,
86
Pirlet, Pirletova klasifikace, 47, 91
písčité bomby, 37
pizoid, pizoidy, 38
plastický, 34, 37, 38, 44, 61, 78
plastiklast, plastiklasty, 37, 38, 44
plattenkalk, 51
plošina, karbonátová plošina, 38,
51 – 72, 75, 80 – 85
Plummer, Plummerovy rovnice, 15
plynná fáze, plyn, 14, 16, 40, 55,
75, 77
podpovrchová vrstva sedimentu,
32
pohřbení, sedimentace a procesy
diageneze, 5, 19, 32 – 42, 75 –
77
polarizace, polarizované radikály,
17, 18
polozpevněný, 39, 54
porfyroblast, porfyroblasty, 19, 42
pouš , pouštní, 30, 79
poud, proudy mořské vody, 19, 30,
37 – 40, 49 – 72, 80 – 85
povrchové komplexy, rozpouštění /
krystalizace, 16 – 20
pravděpodobnost výskytu facie, 56
předešlá stádia krystalizace, 14
přednostní usměrnění klastů, 61
předútesové biohermy, 60, 69
předútesový, fore reef, foreslope,
50, 60, 69 – 72, 83, 87
přeměna aragonitu na kalcit, 9, 25
přepracování sedimentu, sedimentární
recyklace, 32, 63
přílivo-odlivové pásmo, 38, 54, 58,
59, 81, 85
přilnavost, tixotropie, 37
primární produkce, biologická, 30,
81
prisma, prismatické krystaly křemene,
41, 42
produkce karbonátu, 28
prokysličení, 28
proximalit, 62, 63
průlinová pórovitost, 41
průliv, 58, 59, 72
pseudomikrit, 44
pseudopeloidy, 38
pseudosparit, 44, 84
psí zuby, tmel, skalenoedry, 40, 41
ptačí očka, 58
pudding, pudinková textura, 51
pukliny, paralelní, listrické, perlitické,
pnutí, 33, 42, 77 – 83, 85
R
radiolárie, 58, 63
rampa, rampy, karbonátová rampa,
50, 58, 60, 69, 84
řasy, řasové rohože, povlaky, 27,
36, 39 – 51, 54, 58, 65, 71, 72,
81 – 85
redepozice, přemístění sedimentu,
37 – 43, 51 – 58, 71
redukčně-oxidační potenciál, 22,
82
regionální metamorfóza, 75
regrese, regresní, 69, 70, 71, 72
reziduální štěrky, 51, 80, 84, 90
rifová synopse, 60
rifový ekosystém, 29, 30, 31
rifový hřeben, 60
rodochrozit, 24
rotující disk, experimenty, rozpouštění
karbonátu, 17
rovnováha aktivity iontů, 15
rovnovážná koncentrace, roztok,
17
rozpouštění, rozpustnost, rozpustný,
14 – 19, 27 – 42, 63, 65, 75
– 79, 83, 85
rozptyl karbonátu, proces, 5, 31,
32, 34, 36, 53
rozsedlina, rozsedliny, 39, 41
roztok, 12 – 27, 30 – 32, 38, 42,
43, 75
rudstone, 49, 50, 58, 59, 71, 80
ryby, 32, 36
rychlost rozpouštění, 15, 16, 17
rychlost rozptylu karbonátu, 34
rychlost sedimentace, sedimentační
rychlost, 31, 63, 65
S
Sauer, Sauerův model, 34
sběrná krystalizace, 20, 38, 42
sedimentační pozadí, 54, 63, 72
sedlový dolomit, barokní dolomit,
19, 41, 77, 80
sekvence, 5, 32, 38, 41, 47, 51 – 72,
77, 85, 89, 92
sekvenční hranice, 55, 69
sekvenční jednotky, 70, 71
sekvenční stratigrafie, 66
semilagunární, 69
siderit, 24
silicifikace, 41
siliciklastický, 5, 28, 29, 43, 68 –
72, 86
silikátový, silikátový prach, 37, 50,
78, 79
sinice, 27, 32, 36 – 39, 51, 81, 83
sintr, sintry, 39 – 42, 58, 80
sírany, 41
skalopy, 19
skály, skalní kulisy, klify, 19, 51,
54, 70, 80, 82, 83
skeletální, skeletální materiál, vápence,
27, 28, 31, 36, 37, 58,
60, 71, 85
sklon, sklon mořského dna, 59, 62,
82, 85
skluz, skluzy, skluzový, 39, 50, 56,
61, 63, 72, 77, 86
skupina, karbonátová skupina
CO3, 7, 8, 15, 16, 21, 26, 29
sladkovodní, sladkovodní freatická
zóna, 5, 75, 83
sladký, sladké ostrovní vody, 40,
41, 75, 76, 77
sloupec, vodní sloupec, 56, 63, 65
smektit, 42
smíšené vody, smíšená zóna, diageneze,
16, 24, 30, 75
Sorby, Sorbyho kocepce, 43, 48
spad, spad částic, 63, 72
sparit, 40 – 44, 77, 81 – 86
spergenit, 47
spikulit, 58
spongiostróma, 58
stabilní izotopy, 13
C, 18
O, 15,
20, 26, 39, 87, 89, 93
standardní mikrofacie, SMF, 26,
58, 59, 60, 82
štěrk, štěrkový, karbonátový štěrk,
32 – 38, 43 – 51, 58 – 63, 71,
80, 83
stratigrafie, 5, 32, 51, 66, 67, 83 –
90, 93
střídání, strukturních vrstev v mřížce,
8, 21
střídání, dvojčatných lamel v krystalu,
21, 24
stromatakt, stromatakty, 41
stromatolit, stromatolity, 51, 54,
58, 72, 91
stroncium, Sr, 9, 25, 41, 87, 93
struktura karbonátů, 7 – 26, 33 –
44
strukturní vrstvy, mřížka, 8, 12 –
14, 21 – 26
studny, v rifech a plošinách, 33
stylolit, stylolity, 33, 41, 77, 83, 84,
85
subkrystalické minerální inkluze,
14, 20, 42
subsidence, bloků, pánví, 31
suchozemský původ, suchozemské
rostliny, 37, 39, 65, 80 – 83
supersekvence, 67
susceptibilita, susceptibilitní, magnetické
vlastnosti, 66
suspenze, 28, 32, 36, 37, 53, 54, 62,
63, 68 – 72, 81, 83, 86
su , sutě, su ový, 42, 84
svah, předútesový svah, kontinentální
svah, slope, 30, 51 – 63,
72, 83 – 93
světlo, 5, 28, 81
syntaxiální tmel, 40
99 J. HLADIL — KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA
T
tabulární rif, 69
tabulární výmoly, 63
talus, osyp rifu, 39, 50, 51, 58, 60,
69, 84
tektonická sekvence, 66, 68
tektonický režim, deformace, stres,
25, 29, 34, 56, 61, 66, 68 – 77,
82, 86, 93
tektonoformační typ pánve, 66
tektonomikrit, 44, 78
tempestity, 51, 53, 56, 82
tenisové míčky, horizonty tenisových
míčků, 50, 71
tentakuliti, organizmy, 40, 61, 90
teplota, T, 8, 15 – 29, 34 – 37, 44,
60, 69, 75 – 78, 91 – 93
terasa, terasy, 37, 39, 44, 79, 84
tidality, 54
tixotropie, tixotropní, 37
tlak, p, 8, 9, 15 – 25, 32 – 37, 44,
75 – 78, 87, 93
tlakové švy, stylolity, 33, 41, 77, 83
– 85
tmel, tmely, tmelení, cementace, 9,
32 – 50, 71, 75, 76, 81, 85 – 93
trakční, trakčně-proudový cyklus,
proudy, sedimenty, 54, 72
transgrese, transgresní, T-R transgresně-regresní,
42, 69 – 76, 82
transport, 37, 50, 51, 61, 63
trhlina, trhliny, 41, 51, 78
trojúhelníkové grafy, 24, 47, 48
trombolit, 85
Tsien, Tsienův cyklus, 48, 71
tsunami, 29, 37, 54, 71, 83, 85
turbidit, turbiditní, 37, 39, 53 – 56,
61 – 63, 71, 72, 80 – 91
turbiditní cykly, 72, 73
U
událostní cykly, 71, 72
úlomkotok, fluxoturbidit, hustý
proud, 36 – 39, 53, 58 – 63,
72
unconformity bounded units, nesouhlasně
omezené jednotky,
UBU, 66, 67, 68
utěsnění, propustnost, 9, 32, 35,
41, 78
utopení rifu, útesu, 51, 65, 69, 79,
82
uzavřeniny, 7, 14, 16, 20, 44, 55
uzavřený systém, diageneze, 15, 35
V
vadózní zóna, diageneze, 15, 22,
33, 41, 75, 77, 79
valouny, valounové sedimenty, 36
– 39, 62, 63, 80, 82
valy, valy karbonátového písku,
53, 80
vějíře karbonátového sedimentu,
51, 56, 58, 60, 62, 63, 69, 70,
71, 72, 91, 93
viskozita, 37
vlnění, 20, 29, 37, 50, 60, 61, 81,
84, 85, 89, 90, 92
vlnolamy, 60
vločky, 38, 42
vnější komplex, rozpouštění / krystalizace,
18
vnitřní komplex, rozpouštění /
krystalizace, 18
vnitřní sediment, vnitřní peloidy,
výplně, 38, 39, 41, 42, 71, 81
voda, 5 – 8, 15 – 42, 49 – 56, 60 –
65, 68, 75
vodný roztok, 15, 19, 27, 32, 42
vrtat, vrtavé organizmy, 36, 50
vugs, 41, 77
vulkanický, vulkanické klasty, 37,
55, 77, 90
výběhové diagonální laminy, foresety,
sedimentace z proudu, 63,
72
výměna fluid v karbonátovém tělese,
cirkulace fluid, 9, 17 – 44,
75 – 78, 85, 87
výměna kationtů, mřížka, 14, 20,
21, 25, 26
výmol, výmoly, 63
vymývání, sedimentace / resedimentace,
27, 38, 58
výnos materiálu z rifu, 70
vzdálenost, mřížka, 8, 22
W
wackestone, 49, 58
Walker, Walkerův koncept, turbidity,
62, 63, 93
Wilson, J.L., Wilsonovy faciální
zóny, 58, 59, 69, 93
Wilson, J.T., Wilsonův cyklus, desková
tektonika, 68
Z
základní buňka, mřížka, 8, 12
základní sekvence, sekvenční stratigrafie,
67 – 69, 85
zaoblení, hrany krystalů, rozpouštění
/ krystalizace, 19
zaoblení, zrna sedimentu, 37, 38,
49, 58
zaútesový, backreef, 69
záznam, stratigrafický, stratigraphical
record, 31, 32, 55, 66,
93
zelené břidlice, metamorfní facie
zelených břidlic, 34, 75
zelené řasy, 36, 37, 81
železo, Fe, 8, 22 – 26, 39, 42, 58,
78, 79 – 82
žíla, žíly, 9, 21, 34, 41
živiny, mořská voda, 30, 81
zlatá opuka, 51
zpevněný, zpevnění, 37 – 42, 51,
54, 72, 82
zralost, nezralé / zralé rifové sedimenty,
86
zralost, nezralé / zralé silicklastické
sedimenty, 86
ztráta objemu karbonátu, 31, 34,
78, 85
ztráta sedimentárního záznamu,
stratigrafického záznamu, 31,
71
zvětrávání, 28, 75, 79 – 86
Název: KARBONÁTOVÁ SEDIMENTÁRNÍ TĚLESA, I.,
Jejich vznik a vývoj
Autor: RNDr. Jindřich Hladil, CSc.
Vydavatel: Masarykova univerzita v Brně
Počet stran: 100
AA — VA:
Vydání: první, 1996
Náklad: 200 výtisků
Tisk:
Pořadové číslo:
Tématická skupina:
ISBN 80–210–1321–4
Technická redakce, sestavení rejstříku, grafická úprava a sazba programem TEX:
Jaroslava Bednářová, Geologický ústav Akademie věd ČR.
Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou v redakci nakladatelství.