Tomanová Petrová, P., Nehyba, S., Diviš, K., Hladilová Š., Gregorová R., Vít, J., Hudec, P. (2018). Paleoprostředí ve spodním badenu na severním okraji Brna (Divišova čtvrť). – Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku, 25, 1–2, 65–72.

Tomanova etal.html

Paleoprostředí ve spodním badenu na severním okraji Brna (Divišova čtvrť)

Paleoenvironment during the Lower Badenian along the northern margin of Brno city (the Diviš district)

Pavla Tomanová Petrová1 , Slavomír Nehyba2, Karel Diviš3, Šárka Hladilová4,
Růžena Gregorová3, Jan Vít1, Pavel Hudec5

1 Česká geologická služba, Leitnerova 22, 658 68 Brno
2 Ústav geologických věd, PřF MU, Kotlářská 2, 611 37 Brno
3 Moravské zemské muzeum, Zelný trh 6, 659 37 Brno
4 Katedra biologie, PdF UP, Purkrabská 2, 771 40 Olomouc
5 Moravské naftové doly, Úprkova 6, 695 01 Hodonín
 pavla.petrova@geology.cz
DOI: https://doi.org/10.5817/GVMS2018-1-2-65

Key words: Lower Badenian, sedimentology, paleoecology, foraminifers, molluscs, heavy minerals, Carpathian Foredeep

Abstract

Lower Badenian sediments were studied on the locality Hvozdíkova at the Diviš district, Brno. There were interpreted 4 lithofacies of Neogene (Lower Badenian) sediments (lithofacies M1, M2, Sl, and SGl). Occurrence of basal Lower Badenian clastics is connected with existence of coarse-grained delta (foreset). Overlying pelites document pelagic sedimentation of open sea. Garnet dominates in assemblage of heavy translucent minerals.

Rich assemblages of foraminifers, molluscs, spines of echinoids, ostracods and shark fauna were discovered in sediments. Diversified assemblages are dominated by plankton specimens. Species Orbulina suturalis Brön., Praeorbulina glomerosa circularis (Blow) and Globigerinoides bisphericus Todd. indicate the Lower Badenian age.

From the point of view of the shark fauna diversity the locality Hvozdíkova is unique; shark fauna is very rare in Lower Badenian clays, and the genera of Squaliolus and Paraetmopterus are identified for the first time. Oysters – especially species Neopycnodonte navicularis (Brocchi) – dominate in Lower Badenian sediments. Small gastropods (for example Cancellaria sp., ?Tornus sp., Rissoa sp., Alvania sp.) probably represent fossils reworked from shallow littoral area.

Úvod

Během stavby rodinného domu na ulici Hvozdíková č. p. 7 a výkopu pro plynovod na stejné ulici v Brně-Lesné, Divišově čtvrti (obr. 1), byly v roce 2016 a 2017 nově odkryty spodnobadenské písky a jíly nasedající na podložní granodiority brněnského masivu, které ze starší mapy Nováka et al. (1991) nebyly známy. Z regionálně geologického hlediska se zájmové území nachází ve strukturně složité oblasti na rozhraní karpatské předhlubně Západních Karpat a brněnského masivu. Práce předkládá sedimentologické i paleontologické zhodnocení a interpretace nově zastižených sedimentů.

Metodika

Odkrytý profil byl studován klasickými sedimentologickými metodami (např. Walker, James 1992). Sedimentární profil byl zdokumentován, byly vyčleněny litofacie a z několika poloh odebrány vzorky na mikropaleontologické analýzy v celkovém počtu 12 vzorků. Tyto vzorky byly zpracovány standardními postupy v laboratoři Moravského zemského muzea. Vzorky byly nejprve vysušeny, ponořeny do roztoku peroxidu vodíku (1 dl H2O2 na 5 l vody), plaveny na sítech o velikosti ok 0,063 mm. Reziduum bylo studováno pod mikroskopem, fosílie vybrány a determinovány. Paleontologický materiál žraločích a rybích zbytků pochází z výplavu o hmotnosti asi 100 kg sedimentu (odebráno z pelitické facie M2). Makro- a mikropaleontologické sběry a dokladové vzorky hornin jsou uloženy v depozitáři MZM v Brně.

Pro analýzu asociací průsvitných těžkých minerálů (PTM) byly ze dvou poloh písků vyseparovány těžké minerály (velikostní frakce 0,063–0,250 mm ) za použití netoxické těžké kapaliny (LST) při hustotě 2,88 g.cm-3.

Výsledky a interpretace

Sedimentologie

V rámci odkryvu byly zjištěny celkem 4 litofacie neogenních spodnobadenských sedimentů (litofacie M1, M2, Sl a SGl). Popis litofacií a jejich základní intepretace jsou prezentovány v tabulce 1. Sedimentární profil a příklady litofacií jsou představeny na obrázku 2. Vyčleněné litofacie byly na základě prostorového výskytu a geneze spojeny do dvou faciálních asociací (FA). FA1 je tvořena litofaciemi Sl, Sgl a M1, přičemž litofacie Sl výrazně dominuje. FA1 představuje spodní část odkrytého profilu neogenních sedimentů. FA2 se nachází v nadloží FA1 a je tvořena jedinou litofacií M2. Faciální asociace byly využity k interpretaci depozičního prostředí a procesů sedimentace.

Sedimenty FA1 se nachází v nadloží hornin brněnského masivu. Jejich typickým znakem je tzv. šikmé zvrstvení velké škály. Tyto sedimenty jsou v zájmové oblasti obecně označovány jako tzv. „bazální“ spodnobadenská klastika a popisovány jako brněnské písky (Krystek 1974). Sedimenty FA1 mají na studované lokalitě nápadně ostrou a ukloněnou bazální plochu. Podložní horniny brněnského masivu se jeví jako relativně slabě zvětralé a kompaktní, což ukazuje na odstranění starších zvětralin relativně nedlouho před samotnou sedimentací FA1. Relativní nedostatek hrubších psefitických úlomků hornin brněnského masivu je charakteristickým znakem těchto sedimentů, což může být mimo jiné vysvětlováno intenzivním zvětráním a erozí (před sedimentací brněnských písků). Bazální plocha má sklon 20° a je ukloněna celkově směrem k V. Šikmé zvrstvení velké škály v rámci FA1, hodnoty jeho úklonu (20–30°) i zjištěné reaktivační plochy, svědčí o sedimentaci z gravitačních proudů (Nemec 1990), konkrétněji především z tzv. řídkých turbiditních proudů („low-density turbidity currents“). Tento typ sedimentace lze na základě srovnání s ostatními lokalitami brněnských písků spojit se sedimentací v rámci hrubozrnné delty (Postma 1990). Na této konkrétní lokalitě se jedná o sedimentaci v rámci svahu delty (foreset) a lze doložit progradaci delty (směr transportu) celkově směrem k SV. Absence sedimentů deltové plošiny a prodelty (topset, bottomset) může ukazovat na sedimentaci ve značně ukloněném reliéfu a lze spekulovat o sedimentárním tělese charakteru kužele („fan delta Gilbertovského typu“). Naprostá převaha sedimentů turbiditních proudů by mohla ukazovat na relativní pokles/nedostatek depozičního prostoru v rámci čela hrubozrnné delty a rychlý postup hustých hyperpyknických proudů na svah delty (Gobo et al. 2014). Relativně výrazný sklon jednotlivých těles FA1 (generelně ve shodě se sklonem krystalinického podloží) však této situaci nenasvědčuje. Lze proto spíše očekávat tvorbu hrubozrnné delty (spíše části delty) v relativně úzkém prostoru (omezeném morfologií podloží), což může být spojeno s časným stavem tvorby delty (i vzhledem k rozsahu a mocnosti brněnských písků v širším okolí zájmového prostoru – tzv. bayhead delta). V rámci omezeného prostoru dominuje role přívalové sedimentace s následnou tvorbou turbiditních proudů na podvodních svazích (Gobo et al. 2015). Studovaná lokalita představuje v rámci tělesa brněnských písků relativně okrajový výskyt ve vyšší nadmořské výšce. Role epizodické sedimentace je v tomto případě zvýrazněna polohou facie Sgl, která obsahuje zvýšenou přítomnost zvětralin brněnského masivu. Výrazné změny v depozičních podmínkách jsou dále doloženy přítomností reaktivačních ploch a především vložkou litofacie M1. Tento erozní relikt odráží jednak nejspíše období krátkodobého přeložení distribučního koryta delty spojeného s přínosem hruběji klastického materiálu do zájmového prostoru, a také relativně hlubší depoziční prostředí, do kterého delta progradovala (srovnej Jopling 1965; Eilertsen et al. 2011).

Sedimenty FA2, které jsou tvořeny vápnitými jíly litofacie M2, interpretujeme jako marinní spodnobadenské sedimenty, tzv. tégly, které jsou spojovány s pelagickou sedimentací otevřeného moře (Nehyba et al. 2008b). Ostrá hranice spodnobadenských jílů a písků, absence strukturních znaků spojených s vlivem vlnění, výčasů či říční činnosti a lamina pelitu ve svrchních partiích brněnských písků svědčí pro relativně hlubší prostředí, do kterého progradovala tělesa/těleso brněnských písků. Obdobná situace byla v tomto kontextu popsána v prostoru Brna opakovaně (např. Nehyba et al. 2008a) a bývá tradičně vysvětlována jako doklad rychlého nárůstu hladiny ve spojení se spodnobadenskou transgresí. Vzhledem k výrazné roli reliéfu však může být spojena i s „autigenními“ procesy, tj. lokálním omezením přínosu hrubšího materiálu („opuštění delty“), které mohlo být ovlivněno např. morfologií. Progradace tělesa hrubozrnné delty, mocnosti brněnských písků i jejich následné překrytí spodnobadenskou pelitickou sedimentací lze v širším prostoru dnešního okolí Brna spojit se sedimentací v rámci celkového trendu růstu relativní hladiny. Detailnější odlišení systémového traktu ve smyslu sekvenční stratigrafie vyžaduje širší srovnání.

Paleontologie

Foraminifera

Písky v těsném nadloží brněnského masivu obsahují ojediněle úlomky ostnů ježovek, zoárií mechovek, rybí zoubky a zkřídovatělé a korodované schránky foraminifer, jejichž četnost směrem do nadloží klesá – v těsném podloží nadložních jílů jsou písky bezfosilní (vz. 1; tab. 2). Obsahují jednak mělkovodní druhy žijící v teplé vodě na okraji pánve [Elphidium crispum (L.), Hanzawaia boueana (Orb.), Ammonia viennensis (Orb.), A. beccarii (L.), A. tepida (Cush.)], ale také taxony obývající prostředí hlubších chladnějších vod [Heterolepa dutemplei (Orb.), Nonion cummune (Orb.), Bolivina antiqua Orb., B. dilatata Rss., Bulimina buchiana Orb.].

Společenstvo pocházející z těsného nadloží písků (do 5 cm od báze pelitů), je početně i druhově chudé. Hojněji se vyskytují úlomky ostnů ježovek. Foraminifery jsou zastoupeny planktonem, v jehož rámci se častěji objevuje Globigerinoides bisphericus Todd. Bentos je zastoupen druhy Marginulina hirsuta Orb., Bulimina buchiana Orb., Uvigerina acuminata Hos., Heterolepa dutemplei (Orb.), Melonis pompilioides (Ficht. et Moll), Pullenia bulloides (Orb.) a dalšími. Mělkovodní taxony mohly být přineseny sedimenty deltového tělesa do hlubších částí pánve, což dokládá i zachování schránek foraminifer.

Fauna nadložních jílů litofacie M2 je poněkud odlišného charakteru. Je výrazně bohatší jak z hlediska počtu, tak i diverzity společenstev (obr. 3). Výrazně kvantitativně převládají planktonní foraminifery nad bentosními (zastoupení planktonní složky obvykle dosahuje 70–90 %). Z analýzy mikrofauny vyplývá, že se jednalo o poměrně hlubší marinní prostředí s normální salinitou s hloubkou sedimentace cca 200–500 m (srovnej Brzobohatý 1982). Z planktonních druhů lze uvést stratigraficky významné taxony Orbulina suturalis Brön., Praeorbulina glomerosa circularis (Blow), Paragloborotalia mayeri Cush. et El., Obandyella bykovae (Ais.), Globigerinoides bisphericus Todd., dále časté Globigerina praebulloides Blow, G. bulloides Orb., G. tarchanensis Sub. et Chut. a další. Z vápnitého bentosu nelze opomenout spodnobadenské vůdčí fosilie Uvigerina macrocarinata Papp et Turn., Planularia dentata (Karr.), Vaginulinopsis pedum (Orb.), často se ve společenstvech nalézají např. taxony Lenticulina inornata (Orb.), L. calcar (L.), L. cultrata (Mont.), L. vortex (Ficht. et Moll), L. melvilli (Cush. et Renz), Marginulina hirsuta Orb., Nodosaria hispida (Sol.), Pullenia bulloides (Orb.), Bolivina dilatata (Rss.), B. antiqua Orb., B. hebes MacFad., Bulimina elongata Orb., B. striata Orb., Melonis pompilioides (Ficht. et Moll), Heterolepa dutemplei (Orb.), Angulogerina esuriensis Horn., Uvigerina acuminata Hos., Nonion commune (Orb.), Cassidulina laevigata Orb. Nezanedbatelnou složku společenstev představují také aglutinované foraminifery Martinotiella karreri (Cush.), M. communis (Orb.), Spirorutilus carinatus (Orb.), Sigmoilinita tenuis (Czjzk.) a další. Bylo pozorováno pouze několik schránek ostrakodů druhu Henryhowella asperrima (Rss.), vzácně úlomky ostnů ježovek a radiolárie, nebyly pozorovány otolity a jehlice hub. V poloze s nálezy měkkýšů (vzorek D) se kromě hlubokovodnějších foraminifer včetně velkých lentikul v podružném množství vyskytovala velmi mělkovodní Planostegina costata (Orb.).

Z biostratigrafického hlediska lze společenstvo pocházející z těsné báze pelitické sedimentace na základě četnějšího výskytu druhu Globigerinoides bisphericus Todd a absence rodů Praeorbulina a Orbulina řadit na bázi spodního badenu. Podle některých názorů by s jistou pochybností (malý počet studovaných jedinců) fauna mohla náležet nejsvrchnějšímu karpatu (Berggren et al. 1995; Hohenegger et al. 2014). Bohatá a diverzifikovaná společenstva foraminifer s druhy Orbulina suturalis Brön. a Praeorbulina glomerosa circularis (Blow) jsou řazena do zóny M5b sensu Berggrena et al. (1995), tedy vyššímu spodnímu badenu.

Selachii a Teleostei

Celkem bylo získáno 12 žraločích zubů, 10 zubů kostnatých ryb a 2 otolity. Tyto zbytky byly zjištěny v pelitické facii (litofacie M2) o celkové mocnosti 5,5 m (obr. 4).

V nejnižším společenstvu pelitické facie s měkkýší faunou (vzorek D) byly identifikovány zuby 2 žraloků Squaliolus sp. a Deania sp. a vzácně dentinová šupina (Selachii gen. indet). Z kostnatých ryb se ve vzorku nacházel 1 otolit druhu Benthosema fitchi Brzobohaty et Schultzt, 1978 a zuby zástupců čeledi Trichiuridae.

Společenstvo v nadloží obsahuje podobnou faunu: Deania sp., Paraetmopterus sp., Squaliolus sp., jeden zub Squaliformes gen. indet. a dentinovou šupinu (Selachii gen. indet.). Z kostnatých ryb se objevují opět především zuby zástupců z čeledi Trichiuridae a jeden otolit druhu Benthosema fitchi Brzobohaty et Schultzt, 1978.

Z paleoekologického hlediska patří všechny taxony žraloků a kostnatých ryb k hlubokovodním druhům. Recentní druh Deania calcea (Lowe 1839) obývá zóny v blízkosti dna v hloubkách od 60 do 1 490 m, obvykle žije v hloubkách 400–1 490 m (Cox, Francis 1997) a Springer (1990). Recentní druh Squaliolus laticaudus Smith et Radcliffe, 1912 je řazen mezi batypelagické oceánodromní druhy žijící v hloubkách od 200 do 1 200 m (Reiner 1996; Riede 2004). Recentní zástupce čeledi Etmopteridae Etmopterus spinax (Linnaeus, 1758) je batydemerzální, pohybující se v hloubkách 200–2 490 m, obvykle v hloubce 200–500 m (Jones et al. 2003). Zástupci čeledi Trichiuridae žijí převážně bentopelagicky v hloubkách pod 200 m. Rod Benthosema z čeledi Myctophidae preferuje hloubky od 300 do 850 m (Brzobohatý 1997). Zastoupené taxony žraloků a kostnatých ryb představují hlubokovodní prvky a indikují hloubky pod 200 m s přesahem až do hloubek 1 000 m. Hlubokovodní prostředí pod 400 m potvrzuje analýza podobné otolitové fauny v jílech v nedaleké bývalé cihelně v Brně-Králově poli (Brzobohatý 1982 a 1997). Žraločí fauna ve spodnobadenských jílech na Moravě je velmi vzácná a převažují otolity (Brzobohatý – ústní sdělení). Z hlediska diverzity žraločí fauny lokalita Hvozdíkova významně rozšířila počet zaznamenaných taxonů. Kromě rodu Deania sp., který byl identifikován v miocenních sedimentech na ulici Kopečná v Brně (Bubík et al. 2005), byly na Moravě vůbec poprvé zaznamenány rody Squaliolus a Paraetmopterus. Tyto rody byly prozatím popsány z oblasti Karpat pouze ze spodního miocénu (svrchní burdigal) vídeňské pánve na slovenské lokalitě Cerová-Lieskové (Underwood, Schlögl 2013).

Mollusca

Relativně hojnější schránky měkkýšů pocházejí ze vzorku D (výplav z pelitů) z hloubky 3,5 m od povrchu terénu. Asociace obsahovala větší počet úlomků misek mlžů (většinou blíže neurčitelných ústřic) a další neurčitelné fragmenty (? svijonožci). Na 4 fragmentech misek mlžů byla pozorována zoária mechovek (?Disporella sp.). Asociaci doplňovala větší akumulace ostnů a destiček ježovky/ježovek, 12 vnitřních jader malých gastropodů (vesměs zřetelně tlakově deformovaných!) – Cancellaria sp., ?Tornus sp., Rissoa sp., Alvania sp. a 1 fragment ulity gastropoda Sinum sp. (cf. striatum).

Tato poměrně heterogenní asociace bezobratlých indikuje spíše mělkovodní, dobře prokysličené mořské prostředí (fragmenty ježovek potvrzují normální salinitu). Zjištěné druhy drobných gastropodů obývají většinou mělké příbřežní zóny moře s porosty řas a „podmořskými loukami“. Zástupci čeledi Cancellariidae se zahrabávají do sedimentů mořského dna od sublitorálu až po batyál v teplých až tropických mořích a živí se zejména rostlinnou potravou (Dance 2006). Čeleď Adeorbidae (rod Tornus) žije v porostech mořských trav nebo v mělké vodě v tropických a subtropických pásmech, samotný rod Tornus někdy v hrubozrnném substrátu tvořeném drtí schránek (de Bruyne 2004). Rody Rissoa a Alvania se hojně vyskytují rovněž v porostech mořských řas a trav, ale i pod kameny, v dobře prokysličené příbřežní zóně v hloubkách do 20 m, kde se živí hlavně řasami; jsou euryhalinní. Některé druhy těchto rodů obývají i prostředí sublitorálu, jiné sestupují až do batyálu (Tatišvili et al. 1968; Hayward et al. 2006). Ontogenetický vývoj čeledi Rissoidae zahrnuje volně plovoucí larvální stadium, což napomáhá značnému prostorovému šíření druhů a umožňuje jejich populacím masívně osidlovat dočasné a extrémní biotopy („r−strategie“) sensu Kowalke, Harzhauser (2004). Různé druhy rodu Sinum obývají vesměs písčité dno litorálu až sublitorálu do hloubek 25–200 m (de Bruyne 2004). Mělkomořským měkkýšům z paleoekologického hlediska odpovídá výskyt foraminifer rodu Planostegina.

Osm vzorků se schránkami měkkýšů pocházelo přímo z vápnitých jílů litofacie M2 (stratigrafická úroveň vzorku D) – viz obrázek 5. V šesti z nich bylo zjištěno celkem 16 vesměs fragmentovaných misek ústřice druhu Neopycnodonte navicularis (Brocchi, 1814), dva zbývající vzorky poskytly 2 neúplná vnitřní jádra mlže s nepatrnými fragmenty misek určitelné jako Dosinia cf. lupinus (Linnaeus, 1758), resp. ?Dosinia sp. Nalezené druhy mlžů indikují dobře provzdušněné marinní prostředí s normální salinitou a relativně vyšší hloubkou, což je plně v souladu s interpretacemi založenými na studiu mikrofauny.

Zástupci rodu Neopycnodonte jsou typičtí filtrátoři, živí se rostlinným a živočišným detritem nebo planktonem. Neopycnodonte cochlear, jediný žijící zástupce rodu, je přísně stenohalinní, žije v hloubkách 27–1 500 m, v teplotě 4–12 °C (Záruba 1996). Vyskytuje se hlavně ve slínitých a jílovitých sedimentech (Friedberg 1934–1936; Studencka 1986).

Mlži rodu Dosinia se zahrabávají do substrátu (písek, jíl podle de Bruyne 2004; Bagdasarjan et al. 1966). Živí se organickým detritem, řasami, bakteriemi a jinými mikro­organismy. Běžně se vyskytují v litorálu a sublitorálu, preferují hloubky pod zónou přílivu a odlivu. Žijí v teplých, dobře provzdušněných mořských vodách s normální salinitou, jsou však schopni tolerovat i její mírné snížení (Bagdasarjan et al. 1966).

Z tafonomického hlediska existují mezi vzorkem D (výplav) a ostatními studovanými vzorky nápadné rozdíly ve způsobu zachování měkkýšů, část vnitřních jader z výplavu je navíc tlakově deformována. Rovněž paleoekologické nároky jednotlivých nalezených druhů se navzájem liší. Je tedy vysoce pravděpodobné, že alespoň část fauny z výplavu (vzorek D) reprezentuje mělkovodní elementy, které byly redeponovány do hlubokovodnějšího prostředí.

Vzhledem k malému počtu jedinců a k jejich špatnému zachování, které umožňuje vesměs pouze přibližné rodové zařazení, nelze asociaci měkkýšů z Divišovy čtvrti využít pro přesnější stratigrafické interpretace (jednotlivé rody a druhy mají obecně široké rozpětí výskytu v rámci neogénu).

Srovnání nálezů měkkýšů z Divišovy čtvrti s měkkýši zjištěnými na ulici Kopečná v Brně (Bubík et al. 2005) prokazuje, že v Divišově čtvrti je asociace výrazně chudší, a to jak co do počtu druhů, tak co do počtu jedinců. Obě lokality poskytly relativně hojné exempláře Neopycnodonte navicularis, z drobných gastropodů je společný pouze taxon Alvania sp. Na obou lokalitách byly pozorovány tafonomické rozdíly v zachování jednotlivých měkkýšů včetně tlakových deformací vnitřních jader, proto nelze vyloučit, že přinejmenším část fauny byla redeponována.

Průsvitné těžké minerály

V asociaci PTM z lokality Divišova čtvrť byly v obou vzorcích (č. 1 a č. 4) zjištěny velmi podobné výsledky, kde je dominantním minerálem granát, který je reprezentován více než 80% podílem (80,47 % a 81,25 %). Ostatní minerály jsou zastoupeny pouze akcesoricky v množství nepřesahujícím 5 %. Ve vzorku č. 4 (bazální části profilu) jsou více zastoupeny minerály skupiny epidotu (4,73 %), amfibolu (4,14 %) a ještě k nim přistupuje kyanit (3,55 %). Ve vzorku č. 1 (při hranici s pelity) je podíl výše uvedených akcesorií nižší a dominantnějšími jsou apatit (3,13 %), staurolit (3,65 %) a glaukonit (3,13 %).

Analýza asociací průsvitných těžkých minerálů (PTM) se v prostředí karpatské předhlubně často používá jako pomocná stratigrafická metoda, díky které bývají s úspěchem členěny sedimenty neogénu (Krystek 1981). Pro sedimenty spodního miocénu (eggenburg–ottnang) jsou typické nízké obsahy granátu a většinou poměrně vysoké obsahy staurolitu a kyanitu, případně zirkonu, zatímco od hranice ottnang/karpat je patrná změna asociace PTM projevující se dominancí granátu, která je vysvětlována ukončením snosu zvětralin a sedimentů křídového stáří, tzv. sladkovodního cenomanu, a výzdvihem z. okraje pánve.

Více než 80% zastoupení minerálů skupiny granátu naznačuje předpoklad o stratigrafickém řazení sedimentů do karpatu nebo badenu, což potvrzují i výsledky mikropaleontologických analýz, které tyto sedimenty řadí do spodního badenu. Detailnější výzkum geochemie minerálů za účelem zjištění provenience prováděn nebyl, ale ze známých skutečností o obsazích minerálů v horninách širšího okolí je možné si udělat částečnou představu o zdroji a transportu sedimentů. 80% zastoupení granátu naznačuje, že hlavními zdroji jsou především svorové horniny svratecké klenby a svrateckého krystalinika. Podíl minerálů typických pro sedimenty sladkovodního cenomanu, které se později staly součástí sedimentů ottnangu (kyanitu, staurolitu, turmalinu a rutilu), je velmi nízký. Dá se tedy předpokládat, že sedimenty ottnangu, v rozšíření tak jak je známe dnes, byly překryty nejspíše sedimenty karpatu a v sedimentaci se neuplatnily. Vyšší podíl minerálů skupiny epidotu a amfibolu v bazálním vzorku č. 4 je v dobrém souladu s vlivem hornin brněnského masivu, které se nacházejí v podloží a jsou v nich běžně zastoupeny.

Závěr

Na lokalitě Hvozdíkova v Divišově čtvrti byly zjištěny celkem 4 litofacie neogenních spodnobadenských sedimentů (litofacie M1, M2, Sl a Sgl). Výskyt bazálních spodnobadenských klastik je spojen s existencí hrubozrnné delty, resp. svahu delty (foreset). Nadložní pelity dokládají pelagickou sedimentací otevřeného moře. Z hlediska zastoupení PTM dominuje v sedimentech granát.

V sedimentech byla interpretována bohatá společenstva tvořená zejména foraminiferami, měkkýši, žraločí faunou, ostny ježovek, příp. ostrakody. V diverzifikovaných společenstvech foraminifer dominují planktonní druhy s Orbulina suturalis Brön., Praeorbulina glomerosa circularis (Blow) a Globigerinoides bisphericus Todd., které řadí sedimenty do spodního badenu. Z hlediska diverzity žraločí fauny lokalita Hvozdíkova významně rozšířila počet zaznamenaných taxonů v jílech na Moravě, neboť žraločí fauna ve spodnobadenských jílech je zde jinak velmi vzácná. Poprvé byly zaznamenány rody Squaliolus a Paraetmopterus. Zastoupené taxony žraloků a kostnatých ryb představují hlubokovodní prvky a indikují hloubky pod 200 m s přesahem až do hloubek 1 000 m. Mezi měkkýši dominují ústřice, zejména druh Neopycnodonte navicularis (Brocchi). Drobní gastropodi (např. Cancellaria sp., ?Tornus sp., Rissoa sp., Alvania sp.) představují patrně redepozice z mělčí příbřežní zóny.

Poděkování

Příspěvek byl zpracován v rámci institucionální podpory MK 00009486201, za finanční podpory interních projektů České geologické služby číslo 328200 („Tisk geologických a aplikovaných map“), 322300 („Publikační zhodnocení vrtných, geofyzikálních a geochemických dat z projektu Rebilance zásob podzemních vod“) a 321180 („Základní geologické mapování) a projektu CETPO (CZ.1.07/2.3.00/20.0166). Dík patří rovněž editorovi Davidu Buriánkovi a recenzentům Nele Dolákové a Jitce Kopecké. Autoři děkují taktéž Henrimu Cappetovi za pomoc při determinaci žraločích zubů, Heleně Gilíkové za pomoc při odběru vzorků a Rostislavu Brzobohatému za determinaci otolitů.

Obr. 1: Situace zájmového území včetně geologické mapy 1 : 50 000 (zdroj www.geology.cz). Legenda: 6 – nivní sedimenty; 7 – splachové sedimenty; 16 – spraše; 1821 – spodnobadenské jíly; 1823 – spodnobadenská klastika; 1099 – granodiority (brněnský masiv); 1132 – porfyrity (brněnský masiv).
Fig. 1: Situation of the locality under study including geological map 1 : 50 000 (www.geology.cz). Explanations: 6 – fluvial sediments; 7 – deluviofluvial sediments; 16 – loesses and loess loamsy; 1821 – Lower Badenian clays; 1823 – Lower Badenian clastics; 1099 – granodiorites (Brno Massif); 1132 – porfyrites (Brno Massif).
obr_1_II_verze.tif
Tab. 1: Popis studovaných litofacií s jejich interpretací.
Tab. 1: Description of studied lithofacies and their interpretations.

Symbol

Popis

Interpretace

Sgl

Sytě šedý až tmavě šedý velmi hrubozrnný písek až místy štěrkovitý písek, hůře vytříděný díky zvýšené přítomnost proměnlivě zvětralých poloostrohranných úlomků hornin brněnského masivu (velikost osa A do 5 mm). Planárně paralelní zvrstvení, lineární až mírně konvexní průběh lamin. Typicky rozdíly ve střední i maximální velikosti zrn v rámci jednotlivých poloh (škála cm). Ukloněné mírně klínovité těleso (zaniká na vzdálenost 2,5 m, max. mocnost 15 cm). Úklon vrstevnatosti mezi 20° a 30°.

Trakční sedimentace, sediment „low-density turbidity current“ dle Lowe (1982), hyperpyknický proud?

Sl

Světle žlutošedý, žlutohnědý, rezavě smouhovaný hrubozrnný, vzácněji středozrnný až hrubozrnný písek, relativně dobře vytříděný. Planárně paralelní zvrstvení, lineární průběh lamin, typicky drobné rozdíly v zrnitosti přilehlých poloh/lamin. Deskovitá tělesa o mocnosti 20–50 cm, občasné konvexní reaktivační plochy. Úklon vrstevnatosti mezi 20° a 30°.

Trakční sedimentace (Tc dle Bouma 1962, sediment „low-density turbidity currents“ dle Lowe 1982).

M1

Špinavě zelený až sytě zelený prachovitý jíl, masivní, relativně dobře vytříděný (tj. bez přítomnosti hrubší frakce). Erozní relikt (2 cm mocnost × 70 cm délka) v rámci sediment facie Sl, úklon tělesa ve shodě s vrstevnatostí (tj. 20° až 30°).

Sedimentace ze suspenze (? Te dle Bouma 1962), případně erozní relikt facie M2.

M2

Špinavě zelený až sytě zelený prachovitý jíl, masivní až slabě zřetelné planární zvrstvení, vápnitý, dobře vytříděný (tzv. tégl). Ostrá ukloněná báze (20° až 30°). Deskovité ploše uložené těleso.

Sedimentace ze suspenze, pelagický sediment.

Obr. 2: Sedimentární profil a přehled studovaných litofacií na příkladech z výkopů na ulici Hvozdíkova v Divišově čtvrti.
Fig. 2: Sedimentological log and examples of studied lithofacies within the outcrops in Hvozdíkova street.
obr_2.tif
Obr. 3: Společenstvo foraminifer z vápnitých jílů.
Fig. 3: Assemblage of foraminifers from calcareous clays.
obr_3.tif
Tab. 2: Přehled, pozice a analýzy studovaných vzorků (ÚT – úroveň terénu).
Tab. 2: Summary, position and analyses of studied samples (ÚT – surface level).

vzorek č.

hornina

pozice v rámci stavby

poznámka

foraminifery

rybí zbytky

měkkýši

průsvitné TM

A

jíly

čelní stěna – nad ÚT

pod vzorkem B

X

X

B

jíly

čelní stěna – nad ÚT

nejmělčí vzorek od povrchu

X

X

1C

jíly

čelní stěna – nad ÚT

u báze pelitů, v nadloží 2C

X

2C

jíly

retenční nádrž – pod ÚT

báze pelitů, do 5 cm od báze

X

D

jíly

sklep – pod ÚT

poloha s měkkýši, nejhlubší vzorek vzhledem k povrchu terénu

X

X

X

E

jíly

garáž – ÚT

nad vzorkem D

X

X

F

jíly

plynovod před domem – pod ÚT

X

G

jíly

šachta pro vodoměr – pod ÚT

v nadloží vzorku D; 1,6 m od povrchu

X

X

5

jíly

retenční nádrž – pod ÚT

X

1

písky

retenční nádrž – pod ÚT

pod spodnobadenskými jíly

X

2

písky

retenční nádrž – pod ÚT

X

X

3

písky

retenční nádrž – pod ÚT

X

4

písky

retenční nádrž – pod ÚT

u báze s brněnským masivem

X

X

Obr. 4: Žraločí zuby, lokalita Divišova, Brno. A – Deania sp., zub horní čelisti, 1: labiální strana, 2: linguální strana; B – Paraetmopterus sp., zub spodní čelisti, labiální strana; C – Squaliolus sp., přední zub horní čelisti, 1: labiální strana, 2: linguální strana; D – Squaliolus sp., zub spodní čelisti, linguální strana).
Fig. 4: Shark´s teeth, the locality Divišova, Brno. A – Deania sp., tooth of the upper jaw, 1: labial side, 2: lingual side; B – Paraetmopterus sp., tooth of lower jaw, labial side; C – Squaliolus sp., anterior tooth of the upper jaw, 1: labial side, 2: lingual side; D – Squaliolus sp., tooth of the lower jaw, lingual side.
obr_4.tif
Obr. 5: Fragmentovaná miska ústřice druhu Neopycnodonte navicularis (Brocchi, 1814) ve vápnitých jílech spodního badenu. Autor M. Bouška.
Fig. 5: Fragmented test of oyster Neopycnodonte navicularis (Brocchi, 1814) in calcareous Lower Badenian clays. Author M. Bouška.
obr_5.tif

Literatura

Bagdasarjan, K. G., Tatišvili, K. G., Kazachašvili, Z. R., Muschelišvili, L. V. et al. (1966). Spravočnik po ekologii morskich dvustvorok. – Nauka, 71–79. Moskva.

Berggren, W. A., Kent, D. V., Swisher, C. C., III., Aubry, M.-P. (1995). A revised Cenozoic geochronology and chronostratigraphy. – SEPM (Society of Sedimentary Geology), SEPM Special Publication 54, 129–212.

Bouma, A. H. (1962). Sedimentology of Some Flysh Deposits: A Graphic Approach to Facies Interpretation. – Elsevier, Amsterdam.

Brzobohatý, R. (1982). Rybí fauna spodnobadenských vápnitých jílů v Brně-Králově Poli a její paleogeografický význam. – Časopis Moravského muzea, LXVII, vědy přírodní, 57–64.

Brzobohatý, R. (1997). Paleobathymetrie spodního badenu karpatské předhlubně na Moravě z pohledu otolitových faun. Sborník „Dynamika vztahů marinního a kontinentálního prostředí“, 37–45. Brno.

Bubík, M., Petrová, P., Brzobohatý, R., Hladilová, Š., Mikuláš, R. (2005). Sedimenty karpatu a spodního badenu na ulici Kopečná v Brně. – Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku v roce 2004, 12, 20–24.

Cox, G., Francis, M. (1997). Sharks and rays of New Zealand. – Canterbury University Press, University of Canterbury. 68 pp.

Dance, S. P. (2006). Ulity a lastury. – Knižní klub, 1–256. Praha.

De Bruyne, R. H. (2004). Encyklopedie ulit a lastur. – Rebo Productions, 1–336.

Eilertsen, R. S., Corner, G. D., Aasheim, O., Hansen, L. (2011). Facies characteristics and architecture related to palaeodepth of Holocene fjord–delta sediments. – Sedimentology, 58, 7, 1784–1809.

Friedberg, W. (1934–1936). Mięczaki mioceńskie Ziem Polskich. II. Malže. – Polskie Towarzystwo Geologiczne, 1–284, Atlas. Krakow.

Gobo, K., Ghinassi, M., Nemec, W., Sjursen, E. (2014). Development of an incised valley-fill at an evolving rift margin: Pleistocene eustasy and tectonics on the southern side of the Gulf of Corinth, Greece. – Sedimentology, 61, 4, 1086–1119.

Gobo, K., Ghinassi, M., Nemec, W. (2015). Gilbert-type deltas recording short-term base-level changes: Delta-brink morphodynamics and related foreset facies. – Sedimentology, 62, 1923–1949.

Hayward, P., Nelson-Smith, T., Shields, Ch. (2006). Živočichové a rostliny evropského pobřeží. – Svojtka&Co. 1–352. Praha.

Hohenegger, J., Coric, S., Wagreich, M. (2014). Timing of the Middle Miocene Badenian Stage of the Central Paratethys. – Geologica Carpathica, 65, 1, 55–66.

Jones, E. G., Tselepides, A., Bagley, P. M., Collins, M. A., Priede, I. G. (2003). Bathymetric distribution of some benthic and benthopelagic species attracted to baited cameras and traps in the deep eastern Mediterranean. – Marine ekology progress series, 251, 75–80.

Jopling, A. V. (1965). Hydraulic factors controlling the shape of laminae in laboratory deltas. – Journal of Sedimentary Petrology, 35, 4, 777–791.

Kowalke, T., Harzhauser, M. (2004). Early ontogeny and palaeoecology of the Mid-Miocene rissoid gastropods of the Central Paratethys. – Acta Palaeontologica Polonica, 49, 1, 111–134.

Krystek, I. (1974). Výsledky sedimentologického výzkumu sedimentů spodního badenu v karpatské předhlubni (na Moravě). – Folia Facultatis Scientiarum Naturalium Universitatis Purkyniae Brunensis, Geologia, XV, 8, 1–32.

Krystek, I. (1981). Použití výzkumu společenstev těžkých minerálů v sedimentárních komplexech. – Folia Facultatis Scientiarum Naturalium Universitatis Purkyniae Brunensis, Geologia, 22, 3, 101–107.

Lowe, D. R. (1982). Sediment gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of high-density turbidity currents. – Journal of Sedimentary Research, 52, 279–297.

Nehyba, S., Kirchner, K., Mackovčín, P., Demek, J. (2008a). Sedimentárně-petrografické studium neogenních a pleistocénních sedimentů v oblasti Brno-Švédské šance. – Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku v roce 2007, XV, 1, 31–35.

Nehyba, S., Tomanová Petrová, P., Zagoršek, K. (2008b). Sedimentological and palaeocological records of the evolution of the south-western part of the Carpathian Foredeep (Czech Republic) during the Early Badenian. – Geological Quarterly, Warszawa, 52, 1, 45–60.

Nemec, W. (1990). Aspects of sediment movement on steep delta slopes. – In: Colella, A. – Prior, D. B. (eds): Coarse-Grained Deltas. – Special Publication of International Association of Sedimentologists, 10, 29–73. Oxford.

Novák, Z., Dvořák, J., Havlíček, P., Musil, R., Nekovařík, Č., Jaroš, J. (1991). Geologická mapa ČR, List 24-32 Brno. ÚÚG. Praha.

Postma, G. (1990). Depositional architecture and facies of river and fan deltas: a synthesis. – In: Colella, A. – Prior, D. B. (eds): Coarse–Grained Deltas. – Special Publication of International Association of Sedimentologists, 10, 13–27.

Reiner, F., (1996). Catálogo dos peixes do arquipélago de Cabo Verde. – Publicacoes avulsas Instituto Portugues de Investigacao Maritima, 2, 339 pp.

Riede, K., 2004. Global register of migratory species - from global to regional scales. Final Report of the R&D-Projekt 808 05 081. – Federal Agency for Nature Conservation, Bonn, Germany. 329 pp.

Springer, S. (1990). Squalidae. 7–19. In: Quero, J. C., Hureau, J. C., Karrer, C., Post, A., Saldanha, L. (eds). Check-list of the fishes of the eastern tropical Atlantic (CLOFETA). – JNICT, Lisbon; SEI, Paris; and UNESCO, Paris. Vol. 1.

Studencka, B. (1986). Bivalves from the Badenian Middle Miocene marine sandy facies of Sourhern Poland. – Palaeontologia Polonica, 47, 3–128.

Tatišvili, K. G., Bagdasarjan, K. G., Kazachašvili, Z. R. (1968). Spravočnik po ekologii morskich brjuchonogich. – Nauka, 54–55. Moskva.

Underwood, C. J., Schlögl, J. (2013). Deep−water chondrichthyans from the Early Miocene of the Vienna Basin (Central Paratethys, Slovakia). – Acta Palaeontologica Polonica 58 (3): 487–509.

Walker, R. G., James, N. P. (1992). Facies Models. Response to sea level changes. – Geological Association of Canada, 1–380. Toronto.

Záruba, B. (1996). Ústřice. Katalog rodových a podrodových taxonů podřádu Ostreina (Bivalvia). – Vesmír, Národní Muzeum v Praze, 1–64. Praha.

Editor: David Buriánek

Doporučená citace článku: Tomanová Petrová, P., Nehyba, S., Diviš, K., Hladilová Š., Gregorová R., Vít, J., Hudec, P. (2018). Paleoprostředí ve spodním badenu na severním okraji Brna (Divišova čtvrť). – Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku, 25, 1–2, 65–72.