Tektonika na styku křídy a okolních jednotek a její projevy v geomorfologii

Mgr. Jan Juráček, Ph.D.

Doctoral thesis

Tectonics on the contact between the Cretaceous and surrounding units and its geomorphological results

Abstract:

Cílem disertační práce je výzkum vztahu tektoniky a morfologie reliéfu integrací paleonapjatostní a morfostruktuní analýzy v sv. části české křídové pánve a vybraných okolních územích – povodí Brtevského potoka u Dobrušky, na Kunětické hoře u Pardubic, v povodí Cihlářského potoka u Havlíčkova Brodu a v povodí Honkova potoka u Semil. Metodika sestává z terénního měření a vyhodnocení dat orientace geologických strukturních prvků, paleonapjatostní analýzy (mnohonásobnou inverzí dat mikrozlomů v prostředí 9D), laboratorního výzkumu hydrotermálních kalcitů (mikrotermometrie pro studium fluidních inkluzí, katodoluminiscence, izotopů pro určení původu fluid) a morfostrukturní analýzy za účelem vyhodnocení vlivu struktur na reliéf, analýza údolních os a jejich komparace s daty orientace struktur aplikací statistického chí-kvadrát testu nezávislosti. Selektivní fluviální eroze byla při vývoji údolní vodních toků predisponována především planárními geologickými strukturními prvky – vrstevnatosmi v oblasti libřické antiklinály, na Kunětické hoře a v povodí Honkova potoka, foliacemi v povodí Brtevského potoka a směry puklin v povodí Cihlářského potoka a na Kunětické hoře. Vrásy v horninách krystalinika ovlivnily vývoj údolí v povodí Brtevského potoka. Vývoj údolí probíhal v pliocénu a kvartéru důsledkem tektonické diferenciace reliéfu při kompresi směru SZ–JV až ZSZ–VJV v režimu přesmyků a horizontálních posunů. Strukturní reliéf většinou monoklinálních hřbetů a kuest v sv. části české křídové pánve a oblasti libřické antiklinály a pukliny směru SZ–JV až SSZ–JJV byly formovány spodnomiocenní kompresí směru SV–JZ v režimu přesmyků a horizontálních posunů. Svrchnomiocenní a střednooligocenní–spodnomiocenní extenze se vyznačovaly poklesy a intruzemi neovulkanitů, které formovaly antiklinálu na Kunětické hoře. Komprese směru ~S–J v režimu přesmyků a horizontálních posunů se odehrávala v paleocénu–spodním oligocénu. Striované syntektonické kalcitové žíly o mocnosti většinou několika cm vznikaly pomalým střihem při rozevírání tahových puklin při jednofázové krystalizaci v oligocénu–miocénu. Výslednou teplotu fluida ovlivnil magmatický tepelný tok. Teplota homogenizace fluidních inkluzí byla ~80 °C, hustota fluida 0,987 g/cm3. Zachytávání fluidních inkluzí se odehrálo v teplotách 82–84 °C, při tlaku 4,84–9,67 MPa, v hloubkách 500–1000 m. Podle obsahu izotopu kyslíku δ18Ofluidum = 2 ‰ V-SMOW a průměrné salinitě fluida 3,1 hm. % NaCl ekv. byly zdrojem krystalizace kalcitových žil formační fluida z křídových sedimentů.

Abstract:

The aim of the thesis is an evaluation of the tectonics on the relief morphology by a connection of palaeostress analysis and morphostructural analysis in the NE part of the Bohemian Cretaceous Basin and surrounding catchments – the Brtevský potok Brook, the Cihlářský potok Brook, the Honkův potok Brook and on the Kunětická hora Hill. The methods consist of fieldwork compass data collection and evaluation, palaeostress analysis (multiple inversion of the microfaults in 9D stress tensor space), laboratorial analyses of hydrothermal calcite (microthermometry for the fluid inclusions, cathodoluminescence for recrystallisation and isotopes for the origin of the fluids) and morphostructural analysis focused on structural landforms, valley axes and their comparison with structure elements by chi-squared test. Valleys were mostly predisposed by planar geological structures – bedding planes in the Libřice Anticline, on the Kunětická hora Hill and in the Honkův potok Brook catchment, foliations in the Brtevský potok Brook catchment and the joints in the Cihlářský potok Brook catchment and on the Kunětická hora Hill. The folds in the Crystalline Complex of the Brtevský potok Brook catchment were less important for selective erosion. Valley progress was mostly taking place in the Pliocene–Quaternary tectonic segmentation of the relief from a compression in the trend NW–SE to WNW–ESE generating the reverse and strike-slip fauls. Monoclinal ridges and cuestas in the NE part of the Bohemian Cretaceous Basin and in the Libřice Anticline as well as the joint system in the strike NW–SE to NNW–SSE were formed by the Early Miocene compression in the trend ~NE–SW producing reverse and strike-slip faults. The Late Miocene and the Middle Oligocene–Early Miocene extension proved normal faults and volcanite intrusions and led to local anticline on the Kunětická hora Hill. Compression trending ~N–S in a regime of reverse and strike-slip faults was in the Palaeocene–Early Oligocene. Striated syntectonic calcite veins of a thickness few centimetres were formed by slow shear at the opening tension fractures from one-step crystallisation in Oligocene–Miocene. Final fluid temperature was influenced by magmatic heat flow. Homogenisation temperature of fluid inclusions was ~80 °C, fluid density 0.987 g/cm3. Fluid trapping occurred at 82–84 °C, 4.84–9.67 MPa and 500–1000 m depth. Both the oxygen isotope composition of the fluid (δ18Ofluid = 2 ‰ V-SMOW) and fluid salinity (~3 wt. % eq. NaCl) reflect calcite crystallisation from formation waters expelled from the Cretaceous strata.

Keywords

česká křídová pánev, tektonika, paleonapětí, fluidum, kalcit, morfostruktura, údolní osa, Bohemian Cretaceous Basin, tectonics, palaeostress, fluid, calcite, morphostructure, valley axis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 8. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 2. 12. 2021
• Supervisor: doc. RNDr. Rostislav Melichar, Dr.
• Reader: Mgr. Ivo Baroň, Ph.D., Mgr. Petr Špaček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geology / Dynamic geology, tectonics and physics of the Earth