Sedimenty Zazděné jeskyně v Pustém žlebu
Jaroslav Kadlec, ZO 1-05
Zazděná jeskyně ústí do Pustého žlebu 200 m sz. od vchodu do Punkevních jeskyní ve výšce 368 m n.m. Jeskyni vyplňují sedimenty, ve kterých nechal Karel Absolon vykopat v letech 1938-40 chodbu dlouhou 330 m. Cílem tohoto díla bylo proniknout do systému s aktivním tokem Punkvy - dnešní Amatérské jeskyně. Práce však byly předčasně přerušeny a jediným výsledkem bylo objevení Křišťálové jeskyně (Absolon 1970). Vznikl zato jedinečný profil sedimentární jeskynní výplní, který nemá v Moravském krasu obdoby. Již během výkopových prací věnoval sedimentům pozornost Pelíšek (1940), v pozdější době pak Přibyl (1972 a, b, 1973, 1988), opět Pelíšek (1975, 1980), Glozar (1979) a Vít (1990). V roce 1958 nechal Geografický ústav ČSAV vyhloubit v Zazděné jeskyni tři sondy, jejichž dokumentaci uvádí Panoš (1961) a Pelíšek (1975). Absolonův názor, že Zazděná jeskyně představuje paleovývěr Punkvy s návazností na aktivní jeskynní systém, je beze změn přijímán dodnes.
V Zazděné jeskyni jsou zachovány sedimenty vnitrojeskynní i vchodové facie. Ukládání hrubých vápencových sutí vchodové facie probíhalo podle výsledků výzkumu měkkýšů v holocénu a koncem svrchního pleistocénu (Horáček - Ložek 1988). Pod stropem vstupního portálu se místy zachovaly zbytky vápencové sutě stmelené CaCO3. Tomuto sedimentu, který strukturou a tvrdostí připomíná zdivo, vděčí jeskyně za svůj název. Stáří této sedimentární brekcie je neznámé, je však zřejmé, že vznikla v období intenzivního rozpouštění CaCO3.
Daleko podstatnější část výplně Zazděné jeskyně tvoří sedimenty facie vnitrojeskynní. Představu o jejich uložení vyjádřil Přibyl (1972 a,b, 1988). Podle tohoto autora jsou v jeskyni odkryty fluviální sedimenty dvou akumulačních fází. Během první se uložily písčité štěrky s vápencovými klasty, ve druhé fázi sedimentovaly písčité štěrky s valouny spodnokarbonských hornin a nadložní písky a silty vyplňující chodbu až ke stropu. Mezi oběma sedimentačními fázemi byla časová přestávka, během které vznikaly až 1 m mocné sintrové desky. V nadloží fluviálních sedimentů jsou pak uloženy přeplavené sprašové hlíny o mocnosti 40 m.
V jeskyni je díky výkopovým pracem Absolona a jeho pomocníků odkryto několik typů sedimentů vnitrojeskynní facie, které vznikaly za odlišných podmínek a v různých časových obdobích. Skalní strop vyplněné jeskynní chodby byl důležitým vodítkem, proto jej také vykopaný horizontální tunel vždy sleduje. Na stěnách chodby tak vznikly profily v sedimentech vysoké 0,5 - 6,0 m. V zadní části jeskyně však skalní strop mizí a chodba proto začíná strmě stoupat. Po 33 m vertikálního převýšení skončilo prokopávání sedimenty objevením dómu Křišťálové jeskyně. Strmá chodbička odkrývá co do rozsahu jedinečný profil sedimenty, které se uložily v dutině, jejíž nejvyšší částí je Křišťálová jeskyně. Jedná se o rytmicky se opakující vrstvičky písku a prachu (siltu) mocné obvykle 1 cm, jež se ukládaly v prostředí, podobném jako je na dně jezer. Sedimenty se do jeskyně dostaly ze závrtů nad Křišťálovou jeskyní. Závrty jsou vyplněny uloženinami, které přinášely toky z území tvořeného horninami spodnokarbonského stáří. V těžké frakci sedimentů převládá epidot nad amfiboly a alterity. Granát nebývá většinou příliš hojný. Vysoký obsah amfibolů (11,9 - 25,7%) svědčí také o přínosu materiálu ze západu, ze zvětralin brněnského masivu. Vyplněné závrty jsou spojeny hlubokými propastmi s Křišťálovou jeskyní. Spodními částmi těchto propastí jsou až 25 m vysoké mohutné komíny, kterými byly sedimenty vyplavovány do několik desítek metrů vysoké krasové dutiny (obr.2). Ve spodní části sedimentárního tělesa se vrstvičky sklánějí k SV, v horní části profilu pod Křišťálovou jeskyní zapadají proti sobě. Tento jev svědčí o tom, že voda proudící z komínů vytvářela v sedimentech závrtovité deprese, na jejichž stěnách se ukládaly další vrstvičky písků a siltů. Prokopaná strmá chodbička odkrývá ve střední části blokové sedimenty, které vznikaly vypadáváním vápencových bloků a kamenů z komínů nad Křišťálovou jeskyní. Spodní část blokového sedimentu vznikala krátce po uložení podložních tence vrstevnatých písků a siltů. Dokládají to deformace vzniklé při dopadu vápencových bloků do sedimentů.
Rytmicky se opakující tence vrstevnaté sedimenty tvoří akumulaci mocnou nejméně 30 m. Kdy a jak dlouho se tyto sedimenty ukládaly? Lze to zjistit pomocí studia paleomagnetického záznamu, který vzniká při ukládání sedimentu. Po orientačním ovzorkování profilu pod Křišťálovou jeskyní (vertikální vzdálenost vzorků 1 m) a změření paleomagnetických hodnot zaznamenaných v sedimentech dnes víme,že v horní části akumulace tence vrstevnatých sedimentů je nejméně jedna poloha s inverzní charakteristickou remanentní magnetizací (Šroubek - připravováno do tisku). To znamená, že se sedimenty ukládaly před více než 780 000 lety (tehdy se inverzní polarita magnetického pole Země změnila na normální, a ta trvá dodnes). Detailní studium paleomagnetického záznamu v profilu pod Křišťálovou jeskyní by mohlo upřesnit stáří sedimentů a také rychlost sedimentace - tzn. jak dlouhá období představují jednotlivé vrstvičky. Profil takovéhoto rozsahu může též ukrývat cenné informace o chování magnetického pole Země v minulosti.
Odlišného charakteru jsou sedimenty v horizontální části prokopané chodby. Jsou zde odkryty uloženiny fluviální a v jejich nadloží sedimenty přinášené atmosférickými vodami komíny, ústícími do jeskynní chodby. V roce 1958 bylo 150 m od vchodu (pozn. autora - vchodem do jeskyně jsou míněna kovová dvířka) vyhloubena 8,5 m hluboká sonda, která odkryla polohy siltů, písků a balvanitého vápencového štěrku s valouny hornin spodního karbonu (Pelíšek 1975). Sonda nedosáhla skalního dna a dodnes tedy není známo, jak je vlastně vyplněná jeskynní chodba vysoká. Sonda byla bohužel později zasypána a na jejím místě je pouze něco přes metr hluboká jáma s odkrytými silty a pískovými polohami, které porušují četné klastické žíly vyplněné sedimenty z nadloží (obr.3). Zastoupení minerálů těžké frakce písků je podobné jako u rytmických tence vrstevnatých sedimentů pod Křišťálovou jeskyní (převládá epidot nad amfiboly). Rozdíl je pouze v obsahu alteritů. Nad silty se uložily hrubé štěrky tvořené balvany a bloky vápence s dokonale zaoblenými vápencovými valouny a ojedinělými valouny slepenců bazálních klastik. Následovala sedimentace siltu a drobně až středně zrnitých písčitých štěrků s valouny drob, prachovců a břidlic. Blíže ke vchodu do jeskyně leží tyto štěrky přímo na podložních hrubých vápencových štěrcích. Fluviální sedimentace byla ukončena uložením písků a jílovitých siltů (obr.3). Následovalo přerušení klastické sedimentace. Během této přestávky vznikla na povrchu fluviálních sedimentů ve vzdálenosti 190 - 230 m od vchodu místy nesouvislá sintrová poloha mocná až 30 cm. V tomto karbonátovém sedimentu byla naměřena anomálně nízká hodnota kladné paleomagnetické inklinace (Krs - osobní sdělení), která je zaznamenána i ve svrchní části fluviálních sedimentů (Šroubek - připravováno do tisku).
Přibyl (1972b, 1988) uvádí ze Zazděné jeskyně až 1 m
mocné sintrové desky, které vznikly mezi uložením hrubých
vápencových štěrků a štěrků s valouny nekrasových
spodnokarbonských hornin. Těmto chemogenním sedimentům
přisuzuje značný paleoklimatický význam. Autor má zřejmě
na mysli sintr nacházející se 65 m od vchodu do jeskyně.
Tento karbonátový útvar je 1,2 m dlouhý a maximálně 60 cm
mocný. Leží ve fluviálních sedimentech v nadloží obou
poloh štěrků. Písčité štěrky s valouny spodnokarbonských
hornin jsou zde uloženy přímo na hrubých vápencových
štěrcích. Analýzy izotopů 18O
a 13C odhalily, že tento
karbonát vznikl za zcela odlišných klimatických podmínek
než 30 cm mocná sintrová poloha 190 - 230 m daleko od vchodu.
Izotopicky je však tento diskutabilní karbonátový útvar
shodný s okolními menšími bloky sintru, které byly do
fluviálních sedimentů redeponovány, jak o tom svědčí
např. svislá orientace lamin v jednom ze sintrových bloků.
Jedná se pravděpodobně o karbonát ze sintrových kůr, které
vznikaly v komínech a jejichž fragmenty vypadávaly do
sedimentů v horizontální chodbě.
Během přestávky v ukládání klastických sedimentů
docházelo místy k erozi fluviálních uloženin vodami, které
přitékaly z komínů. Následovalo poslední sedimentační
období, ve kterém se uložily tence vrstevnaté a laminované
silty vyplňující jeskynní chodbu většinou až ke stropu. Od
podložních fluviálních sedimentů jsou tyto silty odděleny
černou vrstvičkou zbarvenou oxidy manganu. Tento až 3 cm
mocný horizont (nebo jeho náznaky) lze sledovat téměř v
celém průběhu horizontální prokopané chodby (obr.2). K
vysrážení MnO2 došlo na karbonátové
bariéře, která vznikla prosycením povrchu fluviálních
sedimentů skapovými vodami s rozpuštěným CaCO3.
Podmínky geneze takovýchto manganem bohatých poloh uvádí
Cílek a Fábry (1989). Nadložní tence vrstevnaté a
laminované silty byly přinášeny atmosférickými
přívalovými vodami, které protékaly komíny a vyplavovaly z
nich starší uloženiny. Aktivní funkce těchto vertikálních
vodních spojení ztěžovala před 53 lety i výkopové práce,
jak poznamenává Absolon (1970). Z komínů byly vyplavovány
také drobnozrnné písčité štěrky s křemennými valounky
společně s ostrohrannými vápencovými klasty. Pro tyto
drobné písčité štěrky je charakteristický převládajíci
obsah staurolitu v těžké frakci (Vít 1990). Štěrky s
vápencovou sutí vytváří v siltových sedimentech
nepravidelné čočkovité polohy. Na některých místech byly
vyplavovány i do podložních fluviálních uloženin.
Přítomnost ostrohranných vápencových klastů v jemnějších sedimentech vnitrojeskynní facie je uváděna jako důkaz hloubkového dosahu permafrostu (Demek 1984, Czudek 1986) a působení mrazového zvětrávání na stěny krasových dutin (Demek 1989) v chladných obdobích pleistocénu. Koncentrace těchto suťových poloh v sedimentech Zazděné jeskyně je větší v okolí ústí komínů do horizontální chodby. V jednom z komínů nad Křišťálovou jeskyní jsem nalezl ve výšce 10 m relikt sedimentární brekcie tvořené ostrohrannými kameny vápence stmelenými CaCO3. V brekcii jsou přítomny také písčité štěrky s křemennými valounky s charakteristickým převládajícím obsahem staurolitu v těžké frakci. Dostaly se do sedimentu komíny z vyplněných závrtů nebo výše položených dutin, jak to předpokládají některé dřívější práce (např. Vít 1990). Vody protékající komíny rozrušovaly tyto brekcie a vyplavovaly ostrohranné klasty společně se štěrky do sedimentů v horizontální jeskynní chodbě. Tento proces se odehrával v období bohatém na atmosférické srážky, kdy vápencovým masivem protékalo značné množství vody. Je zřejmé, že vápencové sutě nacházené v siltech v Zazděné jeskyni nevznikaly působením mrazu na stěny a strop jeskynní chodby a nedokládají tudíž ani hloubku dosahu permafrostu.
Ve fluviálních i nadložních tence vrstevnatých a laminovaných sedimentech odkrytých v horizontální části jeskyně vznikaly unikátní sedimentární textury (např. různé typy zvrstvení, deformace způsobené opakovaným zkapalněním sedimentů a následným únikem vody, klastické žíly dlouhé i několik metrů). O některých z těchto textur se poněkud nejasnou terminologií zmiňuje Přibyl (1972b). Podrobná práce o vzniku a významu těchto jevů je připravována pro tisk.
Shrnutí a interpretace poznatků:
1. Nejstaršími sedimenty odkrytými v Zazděné jeskyni
jsou tence vrstevnaté písčité a prachovité uloženiny v sv.
části pod Křišťálovou jeskyní. Stáří sedimentů je
podle naměřené inverzní paleomagnetické polarity větší
než 780 000 let - tzn., že se sedimenty ukládaly ve spodním
pleistocenu, vyloučit však nelze ani tercierní stáří.
Sedimenty vyplňují dutinu několik desítek metrů vysokou,
jejíž průměr je 40 m možná i více (obr.2). Převážná
část horizontální chodby je pravděpodobně vyplněna
obdobnými sedimenty jako dutina pod Křišťálovou jeskyní.
Svědčí pro to obsah těžkých minerálů v píscích
odkrytých v sondě 150 m od vchodu do jeskyně. Vznik
vertikální dutiny i horizontální chodby mohl mít mnoho
společného s genezí nedaleké Macochy. Zazděná jeskyně má
s Macochou více podobných rysů, než se na první pohled zdá.
Jsou to např. komíny nad Křišťálovou jeskyní, které
vznikaly na rovnoběžných poruchách doprovázejících
macošský zlom. Nadmořská výška horizontální chodby
Zazděné jeskyně je shodná s výškou Erichovy jeskyně. Obě
tyto chodby mají též stejný směr. Domnívám se, že
Zazděná jeskyně je podobnou dutinou jako 150 m vzdálená
Macocha. Oba krasové jevy tvoří vysoké vertikální dutiny o
průměru 40 m, ze kterých ve výšce zhruba 370 m n.m.
vycházejí mohutné horizontální chodby. Zazděná jeskyně
zůstala na rozdíl od Macochy vyplněna sedimenty a nedošlo k
prořícení stropu.
2. Fluviální sedimenty do Zazděné jeskyně nepřinesl podzemní tok, který by přitékal horizontálním směrem od Západní větve macošské chodby Amatérské jeskyně. Dokládá to uložení písčitých štěrků s valouny spodnokarbonských hornin, vytvářejících v Zazděné jeskyni těleso tvaru plochého kužele (obr.2). V místech kde jeskynní chodba prochází macošským zlomem "plavou" ve štěrcích vápencové bloky velké až 1 m3. Směrem k ústí jeskyně se s klesající unášecí silou proudu zmenšuje i velikost valounů. Odkud se sedimenty do jeskyně dostaly? Nabízím následující alternativu: po zřícení stropu Macochy došlo k vzedmutí vod podzemního toku. Punkva začala proudit Západní větví macošské chodby do Absolónova dómu a odtud si vytvořila cestu do 500 m vzdálené Písečné a Podmůstkové jeskyně. Když se podzemní tok dostal k macošskému zlomu došlo podél této zkrasovělé poruchy k průvalu vod se sedimenty Punkvy do Zazděné jeskyně (obr.1). Pro pravděpodobnost této podzemní cesty svědčí valounové analýzy i podobný obsah těžkých minerálů ve fluviálních sedimentech Západní i Východní větve macošské chodby Amatérské jeskyně (Vít 1990), Písečné jeskyně i Zazděné jeskyně. V podloží písčitých štěrků s valouny nekrasových spodnokarbonských hornin je poloha hrubých vápencových štěrků. Tyto chaoticky uložené, místy balvanité sedimenty s bloky by mohl transportovat pouze tok s velkou unášecí silou a značným gradientem. Z Amatérské jeskyně nejsou podobné vápencové štěrky známy. Jejich jednotné petrografické složení bez valounů spodnokarbonských hornin nasvědčuje, že sediment je pravděpodobně výsledkem lokální episodické události, během níž došlo k propadnutí vápencových bloků, balvanů a dokonale opracovaných valounů (z výše položených dutin) podél zkrasovělé poruchy macošského zlomu. Mezerní hmotu těchto hrubých štěrků tvoří písky s asociací těžkých minerálů shodnou s tence vrstevnatými sedimenty pod Křišťálovou jeskyní (Vít 1990). Písčitý tmel zřejmě pochází (stejně jako tence vrstevnaté sedimenty pod Křišťálovou jeskyní) ze sedimentů vyplňujících závrty na povrchu a byl do Zazděné jeskyně redeponován společně s hrubými vápencovými štěrky. Tento proces je pravděpodobnější, než sekundární sedimentace tmelu, jak ji navrhuje Přibyl (1972b). Nadložní písky a silty se ukládaly v klidném prostředí, jelikož voda nemohla z jeskyně volně odtékat do Pustého žlebu. Příčinou mohly být fluviální sedimenty vyplňující spodní část žlebu. Tyto sedimenty byly později povrchovým tokem Sloupského potoka odneseny (Kadlec 1993).
3. Paleomagnetický záznam v chemogenních i klastických fluviálních sedimentech by mohl pomoci při určení stáří sedimentace a procesů, které ji předcházely. Porovnání s paleomagnetickými křivkami ze sedimentů francouzského jezera Du Bouchet (Thouveny et al 1990) naznačuje, že anomálně nízká hodnota paleomagnetické inklinace změřená v sedimentech Zazděné jeskyně by mohla představovat období před 55 tisíci lety (Šroubek - připravováno do tisku). Přesnější časový údaj poskytne radiometrické datování sintru zachovaného v sedimentech 190 - 230 m daleko od vchodu do jeskyně.
Studium jedinečného profilu v Zazděné jeskyni je
důležitým klíčem k poznání dějů, které se odehrály v
Macoše a jejím okolí během svrchního pleistocénu.
Objasňování těchto procesů nutně vyvolává řadu dalších
otázek , jako např. jak se formoval tvar Macochy, jak dlouho
trvala aktivní funkce Písečné a Podmůstkové jeskyně, jak
vznikl a jaký má tvar "suťový" kužel, jak hluboká
byla Macocha před zřícením stropu, existuje pod
"suťovým" kuželem ústí přítokové chodby?
Odpovědi na tyto a podobné otázky jsou náměty dalších
zpráv pro vážené p.t. čtenáře Spelea.
Závěrem je nutno poznamenat, že uložení sedimentů, jež
jsou v Zazděné jeskyni odkryty, nedokládá horizontální
spojení Amatérské jeskyně se Zazděnou. Není tudíž jisté,
zda byla někdy Zazděná jeskyně opravdu paleovývěrem Punkvy.
Pokud by mohl Absolon a jeho pomocníci pokračovat ve
výkopových pracech, je pravděpodobné, že by jejich úsilí
nebylo korunováno úspěchem.
Poděkování
Výzkum sedimentů Zazděné jeskyně je součástí projektu
Výzkum kvartérních sedimentů Moravského krasu, který je
financován z prostředků Grantové agentury České republiky,
registr. č. grantu: 205/93/0726.
Děkuji Janu Vítovi z katedry geologie a paleontologie
Přírodovědecké fakulty Masarykovy university v Brně za
analýzy těžkých minerálů doplňující obraz o sedimentech
v jeskyních Zazděné, Písečné a Podmůstkové. Jedná se o
analýzy, u kterých není v textu citován zdroj informací.
Velmi vděčný jsem též Ondrovi Jägerovi, geologovi CHKO
Český kras, za odbornou spolupráci v terénu a Evženu
Janouškovi za zhotovení vydařených diapozitivů a fotografií
sedimentárních textur. Poděkování patří i paní
Kulíkové, kresličce z Českého geologického ústavu, za
pečlivé překreslení obrázků doplňujících tuto zprávu.
Autor pracuje v oddělení kvartérní geologie Českého
geologického ústavu, Praha 1, Klárov 131/3.
Literatura:
Absolon, K. (1970): Moravský kras.- Academia, sv.2, 1-345.
Praha.
Cílek, V., Fábry, J. (1989): Epigenetické, manganem bohaté
polohy v krasových výplních Zlatého koně v Českém krasu.
Čsl. kras, 40, 37-55. Praha.
Czudek, T. (1986): Pleistocenní permafrost na území
Československa. - Geografický časopis, 38, č.2-3, 245-251.
Brno.
Demek, J. (1984): Fossil periglacial phenomena in Czechoslovakia
and their paleoclimatic evaluation .- Scripta Fac.Sci. Nat.Univ.
Purkynianae Brunensis 14 (1984), 7 (Geographia), 343-348. Brno.
Demek, J. (1989): Karst processes in cold climate (on the example
of the Moravian Karst). - Czech speleological society 1986-1989,
ČSS 16-19. Praha.
Glozar, P. (1979): Studium sedimentů vyšší jeskynní etáže
mezi Macochou a jeskyní Řečiště.- Diplom. práce, MS UJEP,
1-55. Brno.
Horáček, I., Ložek, V. (1988): Paleozoology and the
Mid-European Quaternary past: scope of the approach and selected
results.- Rozpr. ČSAV, Tř. mat.-přírodověd., 98, 89-90.
Praha.
Kadlec, J. (1993): Relikt písčitého štěrku v Pustém
žlebu.- Speleo, 12, Česká speleol. spol., 11-13. Praha.
Panoš, V. (1961): Sloupské údolí a Pustý žleb v Moravském
krasu, jejich postavení v krasovém cyklu.- Disertační práce,
MS Národní knihovna Praha, 1-383. Brno.
Pelíšek, J. (1940): Průzkum nánosů v jeskyni
"Zazděná" v Moravském krasu.- Příroda a škola,
roč. XXXIII, č.9, 265-273. Olomouc.
(1975): Sedimenty jeskyně "Zazděná" ve střední
části Moravského krasu.- Speleol. věstník, 6/1975, GgÚ
ČSAV, 7-17. Brno.
(1980): Rytmicky tence vrstevnaté sedimenty v jeskyních
Moravy.- Čsl. kras, 31, 69-73. Praha.
Přibyl, J. (1972a): Geologie jeskynních sedimentů Moravského
krasu.- Rigorozní práce, MS UJEP, 1-66. Brno.
(1972b): Příspěvek k sedimentologickým poměrům jeskyně
"Zazděná" v Pustém žlebu (Moravský kras).-
Speleol. věstník, 1/1972, 34-39. Brno.
(1973): Paleogeography of the caves in the Moravský kras.-
Studia geographica, 28, GgÚ ČSAV, 1-85. Brno.
(1988): Paleohydrografický vývoj a morfotektonika severní
části Moravského krasu a Amatérské jeskyně.- Rozp. ČSAV,
řada mat. a přír. věd, roč.98, sv.1, 1-82. Praha.
Thouveny, N., Creer, K.M. and Blunk, I. (1990): Extension of the
Lac du Bouchet paleoclimatic record over the last 120,000 years.-
Earth and Planetary Science Letters, 97, Elsevier, 140-161.
Amsterdam.
Vít, J. (1990): Asociace těžkých minerálů v sedimentech
jeskyní Moravského krasu.- Diplom. práce, MS MU, 1-75. Brno.
Summary: Sediments in the Zazdena Cave in the Pustý zleb
Valley, Moravian Karst
Several types of sediments of the interior facies are exposed
in Zazdena Cave. Rhythmic thin bedded sands and silts are the
oldest deposits in the cave creating an accumulation minimally 30
m thick. Paleomagnetic measurements yield a minimum age of
780,000 years. The fluvial sandy gravels, sands and silts are
exposed in the horizontal part of the cave. A flowstone layer is
found on the surface of these fluvial sediments. The
sedimentation in the cave corridor terminated by deposition of
laminated silts transported through the chimneys by atmospheric
waters. Radiometric dating of the flowstone layer can determine
the age of sediments in the corridor. The character of deposition
of sediments in the Zazdena Cave excludes the possibility of the
horizontal connection with the Amateurs Cave which is generally
accepted at present. The fluvial sediments penetrated into
Zazdena Cave probably from a upper channel along the Macocha
Fault during the period of activity of this cave channel.