In Moravia, the Lower Badenian Carpathian Foredeep represents a final evolutionary stage of the peripheral foreland basin in the NW of the Central Paratethys. In this area, material from HV 5 Rybníček borehole (Vyškov area) and Olomouc outcrop localities were studied. For the analysed samples, planktonic/benthic ratio (p/b ratio), Jaccard index of equitability, Shannon – Wiever index of diversity, benthic foraminiferal oxygen index (BFOI) and absolute paleobathymetry were calculated. Paleoecological interpretations point out different bathymetric conditions but similar conditions of oxygen level and stress factor influence in studied localities. Different paleobathymetry could be evidence of tectonic predisposal height – different paleorelief during the Lower Badenian period which enabled shallow water along with deep water sedimentation in this area

Kopecká, Jitka

Masaryk University Journals / Časopisy Masarykovy univerzity

GEOL. VÝZK. MOR. SLEZ., BRNO 200913HLUBOKOVODNÍ A  MĚLKOVODNÍ VÝVOJ SPODNÍHO BADENU NA  STŘEDNÍ MORAVĚDeep-water and shalow water development of Lower Badenian in Middle MoraviaJitka KopeckáKatedra biologie Pedagogické fakulty Univerzity Palackého v Olomouci, Purkrabská 2, 771 40 Olomouc; e-mail: jitka.kopecka@upol.cz (24–22 Olomouc, 24–42 Vyškov)Key words: Carpathian Foredeep, Lower Badenian, foraminiferal fauna, paleoecology, paleogeographyAbstractIn Moravia, the Lower Badenian Carpathian Foredeep represents a fi nal evolutionary stage of the peripheral foreland basin in the NW of the Central Paratethys. In this area, material from HV 5 Rybníček borehole (Vyškov area) and Olomouc outcrop localities were studied. For the analysed samples, planktonic/benthic ratio (p/b ratio), Jaccard index of equitability, Shannon – Wiever index of diversity, benthic foraminiferal oxygen index (BFOI) and absolute paleobathymetry were calculated. Paleoecological interpretations point out diff erent bathymetric conditions but similar conditions of oxygen level and stress factor infl uence in studied localities. Diff erent paleobathymetry could be evidence of tectonic predisposal height – diff erent paleorelief during the Lower Badenian period which enabled shallow water along with deep water sedimentation in this area.ÚvodKarpatská předhlubeň na Moravě představuje závě-rečnou fázi vývoje pánve v předpolí v severozápadní části Centrální Paratethys. Pro její střední část, která zahrnuje oblasti Vyškovské brány a  Hornomoravského úvalu, je v období spodního badenu zřetelná odlišnost v paleobaty-metrii jednotlivých částí. Ta se projevuje tím, že v dnes níže položených částech Hornomoravského úvalu nacházíme mělkovodní prvky (řasové vápence, asociace ústřicové fauny, mělkovodní foraminifery) popsané např. Kupko-vou (1995), Zapletalem et al. (2001), Zapletalem (2004) a  Dolákovou et al. (2008), zatímco v  jeho okolí včetně elevací Nízkého Jeseníku a Drahanské vrchoviny jsou zdo-kumentovány sedimenty, které dokládají mnohem hlubší podmínky (např. Panoš 1962, Pospíšil 1975, Panoš et al. 1998). Předkládaná studie se zaměřuje na paleoekologické zhodnocení obou typů vývoje z pohledu foraminiferové fauny a jeho možné paleogeografi cké interpretace.Materiál a metodikaPředmětem studia byl materiál získaný na lokalitách Rybníček (Vyškovská brána, 4 km v. od Vyškova) a Olo-mouc – místní části Nová Ulice a Neředín (Hornomoravský úval) – obr. 1. Pro lokalitu Rybníček byly použity výplavy z profi lu vrtu HV-5 o celkové mocnosti 205 m, ze kterého bylo zpracováno 63 vzorků. Podle vrtné dokumentace Geofondu se jednalo o vápnité jíly až jílovce, místy pře-cházející do písčitých jílů, v nadloží se nacházely kvartérní sedimenty. Ve výplavech v metráži 119–120 m byla zjištěna přítomnost vulkanického skla. Na dalších lokalitách byl odebrán přímo horninový materiál, ze kterého byly ná-sledně zhotoveny výplavy. Na  lokalitě Olomouc – Nová Ulice se jednalo o odkryv spodnobadenských sedimentů v prostoru tamní cihelny, jejichž celkový profi l činil 15 m. Tyto sedimenty představovaly zelenošedé vápnité jíly („tégly“), ve  kterých byly místy přítomny také úlomky a drť měkkýší fauny. Ve svrchní části (9–15 m) přecházely do  polohy písčitých jílů až jílovitých písků, které byly paleontologicky zcela sterilní. V  nadloží byly zazname-nány bituminózní jíly pravděpodobně pliocenního stáří a kvartérní písky. V celém profi lu byl materiál odebírán v intervalu 1 m. Celkem bylo paleontologicky zhodnoceno 8 vzorků. Na lokalitě Olomouc – Neředín byl horninový materiál odebrán během stavebních oprav tramvajové smyčky v podobě 1 vzorku pod vrstvou pliopleistocenních sedimentů (pestré jíly a písky). Petrografi cky se jednalo opět o zelenošedý vápnitý jíl. Celková mocnost odkrytých vápnitých jílů činila 2 m. Ani v jedné ze studovaných lokalit nebylo zasaženo podloží spodnobadenských sedimentů. Z odebraných vzorků byly standardními metodami zho-toveny výplavy za účelem studia foraminiferové fauny. Obr. 1: Poloha studovaných lokalit.Fig. 1: Position of studied localities.GEOL. VÝZK. MOR. SLEZ., BRNO 200914V  každém studovaném vzorku bylo určeno 300 foraminifer, které sloužily ke  statistickému zpracování a následné paleoekologické a paleogeografi cké interpretaci. U jednotlivých vzorků byly počítány poměry planktonu a  bentosu (plankton/benthos ratio), které byly paleoba-tymetricky interpretovány podle Murraye (1991), indexy diverzity (Shannon-Wiever index) a ekvitability (Jaccard index), index BFOI (benthic foraminiferal oxygen index) ve smyslu Kaiha (1994) a paleobatymetrie podle van der Zwaana et al. (1990). Indexy diverzity a ekvitability byly počítány pomocí statistického programu PAST (http://folk.uio.no/ohammer/past), výpočty BFOI a paleohloubky byly počítány v programu MS Excel podle příslušných vzorců:1. BFOI (%) = O/(O+D) × 100, kde O je počet oxických indikátorů ve  společenstvu, D je počet disoxických indikátorů,2. paleohloubka (m) = e3,58718+(0,03534 x Pc) , kde Pc je přepočte-ný poměr planktonních a bentických druhů foraminifer a je vyjádřen vzorcem Pc= (P×100)/[P+(Bt-Bi)], kde P je počet planktonních druhů foraminifer, Bt je počet bentických druhů foraminifer a Bi je počet druhů hlu-boce se zavrtávající infauny („deep infauna“), jakožto stresových markerů ve smyslu van der Zwaana (1990), van Hinsbergena et al. (2005) a Báldi (2005).VýsledkyNa jednotlivých lokalitách byly zaznamenány výraz-né rozdíly v zastoupení bentických a planktonních druhů foraminifer. Vysoký podíl i diverzita planktonních druhů byly zaznamenány ve výplavech z vrtu HV-5 Rybníček, kde představovaly 50–90 % celého společenstva. Výrazně zde byly zastoupeny druhy Globigerinoides trilobus (Rss.), G. bisphericus Todd, Globigerina praebuloides Blow, G. bullo-ides d´Orb., Globorotalia bykovae (Ais.), Gl. transsylvanica Pop., Paragloborotalia mayeri (Cush. & Ell.) a stratigrafi cky významné Praeorbulina glomerosa circularis (Blow) a Orbu-lina suturalis Brönn., jejichž společný výskyt ve studovaných vzorcích umožňuje velmi úzké stratigrafi cké vymezení na  foraminiferovou zónu M6 (15,1–14,8 Ma) v  rámci alpsko-karpatské předhlubně (Coric et al. 2004). Na loka-litách v katastru města Olomouce byl podíl planktonních foraminifer 25–35 % ve vzorcích z Nové Ulice a pouze 2 % ve výplavu z Neředína. Zastoupeny zde byly převážně dru-hy rodu Globigerinoides. Byl taktéž zaznamenán společný výskyt druhů Praeorbulina glomerosa circularis (Blow) a Orbulina suturalis Brönn. Podíl planktonní foraminifero-vé fauny ve složení společenstva poukazuje podle Murraye (1991) na výrazné batymetrické rozdíly mezi jednotlivými lokalitami. Oblast vrtu HV-5 Rybníček spadá do  zóny cirkalitorálu až spodního bathyálu, Olomouc – Nová Ulice do zóny infralitorálu a Olomouc-Neředín do zóny mediolitorálu. V porovnání s počítanou paleohloubkou ve smyslu van der Zvaana et al. (1990) jsou výsledky srov-natelné. U vrtu HV-5 Rybníček se hloubka paleoprostředí pohybuje nejčastěji v rozmezí 300 až 700 m (obr. 2), což odpovídá prostředí batyálu resp. mezopelagiálu, u profi lu Olomouc – Nová ulice se vypočítané hodnoty paleohloub-ky pohybují v rozmezí 80 až 150 m (obr. 2), což odpovídá infralitorálu až cirkalitorálu resp. epipelagiálu. Na lokalitě Obr. 2: Paleohloubka počítaná podle Van der Zwaana et al. (1990) pro lokality Rybníček a Olomouc – Nová Ulice.Fig. 2: Paleodepth (aft er Van der Zwaan et al. 1990) calculated for Rybníček and Olomouc – Nová Ulice localities.Obr. 3: Indexy BFOI počítané podle Kaiha (1991) pro lokality Rybníček a Olomouc – Nová Ulice.Fig. 3: BFOI indexes (aft er Kaiho 1991) calculated for Rybníček and Olomouc – Nová Ulice localities.GEOL. VÝZK. MOR. SLEZ., BRNO 200915Olomouc-Neředín činila paleohloubka 55 m. To odpovídá mediolitorálu resp. nejsvrchnější části epipelagiálu.Dalším paleoekologickým ukazatelem na  studova-ných lokalitách byla oxicita prostředí počítaná na základě bentických foraminifer jako tzv. „benthic foraminiferal oxygen index“ (BFOI). Ve  všech studovaných vzorcích jsou BFOI vyšší než 0, což odpovídá prostředí s obsahem kyslíku nad 1,5 ml/l (Kaiho 1994). Hodnota BFOI 50 % představuje hranici mezi nízkým (1,5–3 ml/l) a vysokým (3–6+ml/l) obsahem rozpuštěného kyslíku ve vodním pro-středí. Hodnoty BFOI na lokalitách Rybníček a Olomouc – Nová Ulice jsou zaznamenány v grafech na obr. 3, pro lokalitu Olomouc – Neředín byla spočítána hodnota 44 %. Z grafů je patrné, že u profi lu HV-5 Rybníček dochází k vý-raznému kolísání mezi nízkým a vysokým obsahem kyslíku, podobně i v profi lu Olomouc – Nová Ulice je zaznamenán propad obsahu kyslíku až k cca 15 %. Vzhledem k tomu, že tyto změny vždy souvisely s vyšším podílem stresových markerů v podobě foraminiferových druhů infauny bez výrazných změn v podílu planktonních foraminifer, byly pravděpodobně způsobeny sezónní zvýšenou akumulací biomasy na mořském dně v období její zvýšené produkce ve  fotické zóně. Její rozklad na  mořském dně má pak za následek snížení obsahu kyslíku a s tím související i růst podílu infauny ve společenstvu.Významným ekologických ukazatelem jsou také po-čítané hodnoty indexů diverzity a ekvitability pro profi ly HV-5 Rybníček a Olomouc Nová Ulice cihelna. Vzhledem k absenci rozsáhlejšího vzorkování na lokalitě Olomouc Ne-ředín zde tyto hodnoty počítány nebyly. Indexy ekvitability a diverzity jsou vyneseny do grafů na obr. 4. Poměrně nízký rozptyl mezi hodnotami u obou studovaných lokalit pou-kazuje na relativně stabilní vyzrálá společenstva. Hodnoty diverzity se u obou lokalit pohybují v  rozmezí přibližně 2,5–3,5, což odpovídá společenstvu s průměrnou rozma-nitostí druhů. Hodnoty ekvitability u obou lokalit kolísají v rozmezí 0,6–0,9, což značí výkyvy v počtu dominantních druhů ve  společenstvu, které bývají odrazem působení stresových faktorů (v  tomto případě výkyvy v  obsahu rozpuštěného kyslíku u mořského dna). ZávěrNa základě výše uvedených charakteristik lze usuzo-vat, že prostředí sedimentace na jednotlivých studovaných lokalitách vykazovala poměrně příznivé ekologické pod-mínky s dostatečným množstvím kyslíku. Tato interpretace je v souladu se současným pojetím paleogeografi cké situace ve spodním badenu v oblasti Centrální Paratethys, která předpokládá dobrou komunikaci mezi Centrální Paratethys a Mediteránem (Brzobohatý 1987, Báldi 2006).Problematickou zůstává otázka odlišné paleobaty-metrie studovaných lokalit za současného zachování stejné litologie. Vápnité jíly („tégly“) mohou podle Vašíčka (1953) sedimentovat jak v mělkovodním, tak i v hlubokovodním prostředí za předpokladu relativně klidného sedimetačního prostředí. Tato situace odpovídá paleogeografi i Centrální Obr. 4: Indexy diverzity a ekvitability počítané pro lokality Rybníček a Olomouc – Nová Ulice.Fig. 4: Indexes of diversity and equitability calculated for Rybníček and Olomouc – Nová Ulice localities.GEOL. VÝZK. MOR. SLEZ., BRNO 200916Paratethydy, která nebyla vysloveně otevřeným mořem a u níž lze takovéto podmínky z hlediska dynamiky vod akceptovat. Situaci v  této oblasti podporují i  dosažené výsledky, ze kterých je zřejmé, že paleoekologické pod-mínky v hlubokovodním i mělkovodním prostředí byly velmi podobné. V obou případech byly příznivé podmínky z hlediska obsahu kyslíku rozpuštěného ve vodě, vyrovnaná společenstva poukazují na stabilní prostředí bez výrazných změn a vlivu stresových faktorů. Na základě společného výskytu stratigrafi cky signifi kantních druhů Praeorbulina glomerosa circularis a Orbulina suturalis, který umožňuje velmi úzké stratigrafi cké vymezení studovaných sedimentů na biostratigrafi ckou zónu M6 (15,1–14,8 Ma) spodního badenu Centrální Paratethydy, můžeme předpokládat téměř izochronní sedimentaci v  obou v  hloubkově roz-dílných prostředích. Z  paleogeografi ckého hlediska tak studovaná oblast představovala tektonicky predispono-vaný reliéf umožňující sedimentaci jak v hlubokovodním, tak i mělkovodním prostředí. Ráz reliéfu se nejspíše ještě během badenu a později v pliocénu a pleistocénu měnil v souvislosti s tektonickou aktivitou v prostoru alpsko-kar-patské mobilní zóny. Pokles tektonicky predisponovaného Hornomoravského úvalu pokračoval v  období pliocénu a pleistocénu a na některých místech dosahoval hodnot až 300 m (Růžička 1989).Tomuto modelu nasvědčuje také přítomnost ba-denských hlubokovodních sedimentů dále k SZ v okolí Mírovské a Bouzovské vrchoviny (Panoš 1962, Panoš et al. 1998). Lze předpokládat, že při postupu transgrese se nejprve uložily mělkovodní a poté hlubší facie. Posledně jmenované a  místy i  prvně jmenované však byly po  re-gresi selektivně erodovány, což velmi ztěžuje interpretaci původně souvislého sedimentačního prostoru. Absence spodnobadenských sedimentů v prostoru uničovsko-lito-velské deprese (Zapletal 2004) je v tomto modelu spojována s jejich úplnou erozí a deprese považována za kanál mezi oblastmi dnešního Hornomoravského úvalu a Mohelnické brázdy. O tom, že záplava v prostoru střední části moravské karpatské předhlubně byla rozsáhlá, svědčí také studia oto-litové fauny, která v moravské části karpatské předhlubně prokázala hloubky přesahující až 400 m, zatímco hloubky do 100 m jsou omezeny pouze na relikty spodního badenu na Českomoravské vrchovině u Kralic nad Oslavou a nej-severnější části boskovické brázdy v  okolí Lanškrouna (Brzobohatý 1997). LiteraturaBáldi, K. (2006): Paleoceanography and climate of the Badenian (Middle Miocene, 16.4–13.0 Ma) in the Central Paratethys based on foraminifera and stable isotope (δ18O and δ13C) evidence. – Int. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch), 95, 119–142. Brzobohatý, R. (1987): Poznámky k paleogeografi i miocenních pánví Centrální Paratethydy z pohledu otolitových faun. – Miscellanea Micropalaeontologica II/2, Knihovnička zemního plynu a naft y, 6b, 101–111. Brzobohatý, R.: (1997): Paleobatymetrie spodního badenu karpatské předhlubně na Moravě z pohledu otolitových faun. – In: Hla-dilová, Š. (ed.): Dynamika vztahů marinního a kontinentálního prostředí, sborník příspěvků, 37–45, Masarykova univerzita v Brně, Brno.Coric, S. – Harzhauser, M. – Hohenegger, J. – Mandic, O. – Pervesler, P. – Roetzel, R. – Rögl, F. – Scholger, R. – Spezzaferri, S. – Stingl, K. – Švábenická, L. – Zorn, I. – Zuschin, M. (2004): Stratigraphy and correlation of the Grund formation in the Molasse basin, Northern Austria (Middle Miocene, Lower Badenian). – Geologica Carpathica, 55, 2, 207–215.Doláková, N. – Brzobohatý, R. – Hladilová, Š. – Nehyba, S. (2008): Th e red-algal facies of the Lower Badenian limestones of the Carpathian Foredeep in Moravia (Czech Republic). Geologica Carpathica 59, 2, 133–146.Murray, J. W. (1991): Ecology and Palaeoecology of Benthic Foraminifera. 1–397, Longman Scientifi c & Technical.Kaiho, K. (1994): Benthic foraminiferal dissolved-oxygen index and dissolved-oxygen levels in the modern ocean. – Geology, 22, 719–722.Kupková, A. (1995): Biostratigrafi cké hodnocení badenských uloženin u Slatinek. – Čas. Slez. Muz. (Opava), 44, 1, 1–12.Panoš, V. (1962): Nové nálezy neogenních sedimentů na Drahanské a Zábřežské vrchovině. – Čas. Mineral. Geol., VII, 3, 288–295.Panoš, V. – Novák, Z. – Pek, I. – Zapletal, J. (1998): Výskyt mořského spodního badenu jižně od Bouzova. – Zpr. geol. Výzk. v Roce 1997, 69–70.Pospíšil, Z. (1975): Geologické poměry vývěrů sirovodíkových vod ve Slatinicích u Olomouce. – MS, Rigoros. Práce, PřF UJEP Brno.Růžička, M. (1989): Pliocén Hornomoravského úvalu a Mohelnické brázdy. – Sbor. Geol. Věd, Anthropozoikum, 19, 129–151.Vašíček, M. (1953): Podmínky vzniku teglu, šlíru a fl yše a problém jejich stratigrafi e. – Sbor. Ústř. Úst. Geol., XX, odd. geol., 69–85.Van der Zwaan, G. J. – Jorissen, F. J. – De Stiger, H. C. (1990): Th e depth dependency of planktonic/benthonic foraminiferal ratios: constraints and applications. – Marine Geology, 95, 1–16.Van Hinsbergen, D. J. J. – Kouwenhoven, T. J. – Van der Zwaan, G. J. (2005): Paleobathymetry in the backstripping procedure: Co-rrection for oxyoxygenation eff ects on depth estimates. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 221, 245–265.Zapletal, J. – Hladilová, Š. – Doláková, N. (2001): Mořské sedimenty okrajové facie spodního badenu v Olomouci. – Scripta Fac. Sci. Nat. Univ. Masaryk. Brno. Vol. 30. Geology, 75–82. Zapletal, J. (2004): Příspěvek k paleogeografi i vývoje sedimentace spodního badenu na střední Moravě. – Scr. Fac. Sci. Nat. Univ. Masaryk., Geology, vol.31–32, 87–98. 

HLUBOKOVODNÍ A MĚLKOVODNÍ VÝVOJ SPODNÍHO BADENU NA STŘEDNÍ MORAVĚ

https://journals.muni.cz/gvms/article/download/4769/3836

HLUBOKOVODNÍ A MĚLKOVODNÍ VÝVOJ SPODNÍHO BADENU NA STŘEDNÍ MORAVĚ

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Masaryk University Journals / Časopisy Masarykovy univerzity