Spodnokarbonský flyšový komplex Drahanské vrchoviny

Spodní karbon moravskoslezské oblasti reprezentuje litologicky výrazná, synorogenní klastická formace, známá ve střední Evropě jako kulm. Moravskoslezská kulmská pánev vznikla v předpolí orogenního pásma, které se vytvořilo jako následek kolize bloků moldanubika a brunovistulika během spodního karbonu (visé). Nástup kulmské sedimentace je časově vázán na různé úrovně intervalu svrchní devon-tournai, ukončení sedimentace na různé úrovně spodního namuru. Na povrchu zaujímají kulmské vrstvy trojúhelníkové území situované mezi metamorfity Hrubého Jeseníku, permokarbonem boskovické brázdy a devonem Moravského krasu na Z a téměř přímočarým, sv. orientovaným tektonickým stykem s neogénem karpatské předhlubně na JV. Severní i jižní omezení tvoří transgresní linie tercierních sedimentů. Pokračování kulmu směrem k východu je doloženo vrty na jednotkách ponořené části moravskoslezské oblasti, a to přibližně po spojnici Hodonín – Valašské Klobouky – Rožnov pod Radhoštěm – Český Těšín. V některých místech ponořeného kulmu je kulmská sedimentace laterálně nahrazována sedimentací karbonátovou.

Paleozoikum Drahanské vrchoviny buduje z tektogenetického hlediska šest příčných ker označovaných ve smyslu J. Dvořáka (1973) od JZ k SV jako:

Sedimentace v prostoru nejhlubší a rozsahem největší drahanské kry začíná již v siluru. Z území jz. od Stínavy na Prostějovsku pochází jeho jediný paleontologicky ověřený výskyt v moravskoslezské oblasti. V rámci silurských vrstev, zastižených pokusnou štolou určenou pro dobývání železné rudy, byly zjištěny anchimetamorfované, tmavě šedé graptolitové břidlice, jejichž spodní polohy byly silně grafitické a bohaté na pyrit. Graptolitové břidlice přecházejí do vápnitých břidlic s konkrecemi a vložkami vápenců. Faciální vývoj stínavského siluru dobře zapadá do obecného trendu evropského siluru, který se vyznačuje nástupem typicky anoxického prostředí, které je postupně nahrazováno příznivějším prostředím sedimentace karbonátové.

Podle současného modelu vzniku a vývoje moravskoslezské variské flyšové pánve se spodnokarbonský flyšový komplex (visé) v drahanské oblasti ukládal v rámci dvou výrazných jednotek, označovaných aktuálně jako západokulmská a východokulmská sedimentační pánev. Hranice mezi nimi probíhá východně od Brna a směřuje dále k severovýchodu.

Západokulmská pánev

Zachované části jednotlivých souvrství západokulmské pánve nejsou zcela úplné. Sedimenty západnějšího protivanovského a východnějšího rozstáňského souvrství (obrázek 1) původně překrývaly karbonáty Moravského krasu i krystalinikum brněnského masivu. Uvedený předpoklad potvrzují např. denudační zbytky tektonické šupiny kulmských hornin při styku Boskovické brázdy a brněnského masivu nebo složení valounového materiálu rokytenských slepenců tvořících část sedimentární výplně boskovické brázdy a obsahujících místy více než 90 % valounů kulmských drob.

Protivanovské souvrství (tournai až báze svrchního visé)

Geografické vymezení až 2500 m mocného protivanovského souvrství je dáno čtyřúhelníkem rozprostírajícím se mezi Němčicemi a Sloupem na Z a Nivou a Holštejnem na V. Stáří této jednotky bylo určeno pouze nepřímo na základě přítomnosti karbonátových valounů s viséskou foraminiferovou faunou (Glomodiscus sp., Archaeodiscus sp.).

Nejzápadnějším a patrně nejstarším členem protivanovského souvrství jsou velenovské břidlice (nazvané podle obce Velenova v. od Boskovic). Tento člen je litologicky tvořen typickými flyšovými rytmity reprezentovanými střídáním jemnozrnných drob, prachovců a břidlic. Velenovské břidlice jsou postiženy velmi slabou přeměnou, která je však současně nejintenzivnější v rámci celého kulmského komplexu.

V nadloží velenovských břidlic vystupuje směrem k východu jižní část 7-14 km širokého pruhu brodeckých drob (název odvozen od obce Brodek u Konice). Jde o modrošedé, nejčastěji středně a hrubě zrnité, hrubě lavicovité i masivní droby, které ojediněle obsahují vložky rytmitů nebo petromiktních slepenců. Podle starších předpokladů, ověřených nově provedenými výzkumy asociací těžkých minerálů, je lze považovat za ekvivalent drob hornobenešovského souvrství Nízkého Jeseníku.

Rozstáňské souvrství (spodní visé až spodní část svrchního visé)

Tato časově nepřímo zařazená jednotka byla původně pojímána jako  vyšší část protivanovského souvrství. Topograficky představuje asi 5 km široký pruh, lemující na východním okraji Moravský kras a pokračující směrem k severu jako pásmo situované mezi protivanovským a myslejovickým souvrstvím (viz obrázek 1). Podle novějších poznatků je statigrafická pozice obou jednotek sporná, neboť jejich vzájemná superpozice není zcela jistá  a paleontologické doklady většinou chybějí. Nové nálezy mikrofauny stupně visé nevylučují ani případné zastupování s nadložním myslejovickým souvrstvím.

Litologicky rozstáňské souvrství charakterizuje střídání převažujících břidlic a prachovců s podřízenými vložkami drob. Hlavním horninovým typem jsou jílové břidlice, popř. typické flyšové rytmity. Profily uvedenými horninami lze najít v údolí Bílé Vody, v Lipovci při silnici do Holštejna nebo v silničním zářezu jižně od Jedovnic.

Rozstáňské souvrství obsahuje několik významných drobových těles. Jižnější a větší z nich se rozkládá mezi Habrůvkou, Křtinami a Březinou na J a Jedovnicemi na S, druhé, plošně i objemově menší těleso, vystupuje severněji mezi Baldovcem a Nivou. Drobnozrnné až střednozrnné droby rozstáňského souvrství leží petrograficky na hranici mezi brodeckými drobami protivanovského souvrství a drobami souvrství myslejovického. K jejich typovým lokalitám patří lom severně od Křtin, lomy východně od Březiny a některé opuštěné lomy v Jedovnicích a Baldovci.

Nedávné výzkumy prokázaly v komplexu rozstáňského souvrství rovněž dva horizonty střednozrnných petromiktních slepenců protáhle čočkovitého charakteru s převahou rulových valounů o maximální velikosti do 10 cm. Slepence vystupují při bázi drobových pruhů a s největší pravděpodobností tvoří mezičlánek mezi kořeneckým slepencem protivanovského souvrství a račickými slepenci souvrství myslejovického. Odkryty jsou v pravé stráni údolí Krasovského potoka východně od Ostrova u Macochy.

Od myslejovického souvrství je rozstáňské souvrství odděleno přes 1 km hlubokou flexurou, za níž se směrem k východu rozprostírá facie studnických břidlic (obrázek 1).

Východokulmská pánev

Sedimenty východokulmské pánve, reprezentované myslejovickým souvrstvím, se vyznačují úplnějším sledem facií. V její jižní části, situované ve východním a severovýchodním okolí Brna, vystupují slepence tzv. vnitřního výnosového kužele, indikujícího vyústění hlavního přínosu hrubě klastického materiálu do sedimentační pánve. Tyto horniny jsou součástí hrubozrnného deltového systému ukládaného na relativně prudkém svahu dostatečně hlubokého bazénu. Transport doprovázený postupným zjemňováním materiálu probíhal podle současných předpokladů ve směru JJZ-SSV od míst vstupu do pánve ležících na jihu. Obdobný konglomerátový komplex existoval s největší pravděpodobností i v pánvi západokulmské, avšak jeho relikty doposud nebyly nalezeny.

Myslejovické souvrství (svrchní visé)

Myslejovické souvrství představuje 2000-3000 m mocný, litologicky komplikovaný flyšový komplex drob, břidlic, prachovců a slepenců reprezentující variskou molasu a budující východní část Drahanské vrchoviny.

Charakteristickým znakem myslejovického souvrství je proměnlivý faciální vývoj zasahující prstovitými přechody od hrubozrnných slepenců do jemnozrnnějších facií drob a břidlic (studnické břidlice). Jílové břidlice mající charakter rytmitů a laminitů vystupují převážně v severozápadní části pánve, lokálně se však vyskytují i v rámci slepencovo-drobového vývoje. V jv. části Drahanské vrchoviny byla v uvedených horninách prokázána statigraficky významná goniatitová fauna. Polohy šedých, hrubozrnných a nevytříděných drob narůstají v rámci myslejovického souvrství směrem k SV, kde se nacházejí na bázi myslejovického souvrství nebo tvoří matrix slepenců.

K charakteristickým horninám myslejovického souvrství patří petromiktní slepence. Tyto sedimenty převládají zejména na jihu, směrem k severu zmenšují svoji mocnost nebo postupně vykliňují. Podle dosavadních poznatků nebyla sedimentace klastického materiálu slepenců souvislá a jejich vývoj se uskutečnil ve dvou časově nepříliš vzdálených etapách. Petrologicky tak lze mezi nimi rozlišit starší slepence račické (vystupující zejména v západním úseku jižní části Drahanské vrchoviny) a mladší slepence lulečské (budující východní úsek jižní části Drahanské vrchoviny).

Račické slepence představují střednozrnné až hrubozrnné, nedokonale vytříděné sedimenty, s velmi pestrým složením valounového materiálu a s drobovou základní hmotou, které se často střídají s lavicemi drob a s ojedinělými vložkami břidlic a prachovců. 

Lulečské slepence jsou hrubozrnné až balvanité. Ve srovnání s račickými slepenci se vyznačují poněkud světlejším zbarvením a odlišným složením valounů. Charakteristický je pro ně úbytek sedimentů (drob, pískovců, karbonátů) efuzív i intruzív  a křemene a naopak růst podílu kata- a ultrametamorfitů, především rul a granulitů. Základní hmota lulečských slepenců má drobový charakter. Morfologií valounů se popisované horniny od račických slepenců podstatněji neliší, obsahují však vyšší podíl valounů diskovitých a sférických tvarů, které bývají současně lépe opracovány. V současnosti jsou lulečské slepence považovány za produkt hrubozrnné hlubokovodní sedimentace. Říční toky přinášely materiál ze zvedajících se bloků krystalinika k okraji pánve, odkud byl resedimentován do pánve v rámci systému tzv. kuželové delty. Depozice a transport slepenců je spojen s gravitačními proudy (turbidity, úlomkotoky, skluzy), které probíhaly na svazích pod mořskou hladinou.

Ve valounovém materiálu račických a lulečských slepenců jsou hojné krystalinické horniny moldanubika (granulity, ruly, kvarcity). Jejich přítomnost dokazuje, že v době sedimentace slepenců byl již prostor moravskoslezské oblasti variskými procesy přičleněn k Českému masivu a že moldanubikum bylo vystaveno hluboké erozi, která odkryla i silně metamorfované komplexy, které původně vznikly ve značných hloubkách. Podle současných předpokladů tak moldanubikum muselo před obnažením prodělat zdvihové pohyby o úhrnné hodnotě přes 20 km. Horniny moldanubika tvořící podstatnou součást valounového materiálu lulečských slepenců pocházejí z poněkud vyšší úrovně moldanubika než je dnešní erozivní řez.

Mimo materiálu moldanubika byly ve valounech slepenců zaznamenány i horniny moravika a různé sedimenty z drahanského vývoje devonu a z facie uhelného vápence. Nápadná je nepřítomnost valounů tvořených granitoidy brněnského masivu, svědčící o tom, že v době sedimentace račických a lulečských slepenců byl tento masiv přikrytý staršími sedimenty, majícími charakter devonských bazálních klastik a drobami, nalézanými jak ve valounech spodnokarbonských slepenců račických, tak i v permokarbonských slepencích rokytenských.

Buriánek D., Novák M. (2002): Příspěvek k poznání provenience valounů ve slepencích svrchnoviséského stáří na Drahanské vrchovině: III. Orbikulární turmalinický granit.- Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 87, 145-152, Brno.

Čopjaková R., Novák M. (2003): Příspěvek k poznání provenience valounů ve slepencích svrchnoviséského stáří na Drahanské vrchovině: IV. Granátický svor s turmalínem.- Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 88, 167-175, Brno.

Dvořák J. (1963): Mladší paleozoikum. Spodní karbon.- Vysvětlivky k přehledné geologické mapě ČSSR, M-33-XXIX Brno, 83-91, Praha.

Dvořák J. (1987): Paleozoikum Drahanské vrchoviny a jejího jv. okolí.- MS, Geofond Praha.

Dvořák J. (1988): Tektogeneze moravského paleozoika v rámci středoevropských variscid.- MS, doktor. dis. práce, UK Praha.

Dvořák J. (1993): Moravské paleozoikum.- In: Přichystal A., Obstová V., Suk M.: Geologie Moravy a Slezska, 41-58, Brno.

Houzar S., Novák M. (2001): Příspěvek k poznání provenience valounů ve slepencích svrchnoviséského stáří na Drahanské vrchovině: I. Grafitický kvarcit s vanadovým muskovitem.- Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 86, 103-109, Brno.

Houzar S., Novák M. (2002): Příspěvek k poznání provenience valounů ve slepencích svrchnoviséského stáří na Drahanské vrchovině: II. Kalcitické mramory.- Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 87, 137-144, Brno.

Chlupáč I., Brzobohatý R., Kovanda J., Stráník Z. (2002): Geologická minulost České republiky.- Academia Praha, 436 s.

Kalvoda J., Bábek O. (1995): Příspěvek ke stáří spodní části rozstáňského souvrství (Drahanská vrchovina, Morava).- Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1994, 50-51, Brno.

Kotková J., Parrish R. (2000): Evidence for high exhumation rate in central European Variscides: U-Pb ages of granulite metamorphism of clasts deposited in Upper Visean conglomerates.- Geolines, 10, 41-42, Praha.

Maštera L. et al. (1998): Vysvětlivky k souboru geologických a ekologických účelových map přírodních zdrojů v měřítku 1 : 50 000, list 24-41 Vyškov.- ČGÚ Praha, 63 s.

Mísař Z. et al. (1983): Geologie ČSSR I. Český masív.- SPN, Praha, 333 s.

Müller P., Novák Z. et al. (2000): Geologie Brna a okolí.- ČGÚ Praha, 90 s.

Müller V. et al. (1999): Vysvětlivky k souboru geologických a ekologických účelových map přírodních zdrojů v měřítku 1 : 50 000, list 24-23 Protivanov.- ČGÚ Praha, 41 s.

Nehyba S., Mastalerz K. (1995): Sedimentologický příspěvek ke studiu račických a lulečských slepenců.- Geol. výzk. Mor. Slez. v r. 1994, 66-68, Brno.

Štelcl J. (1960): Petrografie kulmských slepenců  v jižní části Drahanské vysočiny.- Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Purk. Brun., Geol. 1, 1-103, Brno.

Štelcl J. (1962): Přehled petrografie kulmu Drahanské vysočiny.-  Acta Musei Silesiae, A, 11, 113-125, Opava.

Vrána S., Novák M. (2000): Petrology and geochemistry of granulite clasts in the Visean Luleč conglomerate, Kulm in central Moravia, Czech Republic.- Věst. ČGÚ, 75, 405-613, Praha.

Zachovalová K., Leichmann J. (2004): Příspěvek k poznání provenience valounů ve slepencích svrchnoviséského stáří na Drahanské vrchovině: V. Durbachity.- Acta Mus. Moraviae, Sci. geol. 89, 161-171, Brno.