Nová jeskyně s aragonitovou výzdobou v Československu

František Králík

(Československý kras 13; str.23–30; Praha 1962)

 

Короткое содержание. Автор описывает т. н. Фиолетовую пещеру на вершине Хлума около Србска в Чешском карсте. Пещера представляет собой резко углубляющийся корридор, имеющий около 100 м в длину. Интересны арагонитовые формы, выкристализовавшиеся из холодных вод.

 

Aragonit je v našich jeskyních velkou vzácností. Doposud byly známy pouze čtyři výskyty: jeskyně v Císařské rokli, jeskyně na Stydlých vodách, Zbrašovské aragonitové jeskyně a jeskyně u Horného Hrádku. V posledních dvou jeskyních je aragonit termálního původu, tj. vznikl za obvyklých podmínek. Jeskyně v Císařské rokli a na Stydlých vodách jsou v Českém krasu, stejně jako popisovaná aragonitová jeskyně, tj. v oblasti, kde se nepředpokládá, že by jeskyně byly po vytvoření zasaženy výrony teplých vod. Aragonit zde vznikal za zcela jiných podmínek. Tyto okolnosti se již pokoušel objasnit F. Skřivánek (1958) a F. Slavík (1954) na základě teorie o vzniku aragonitu pod tepelnou hranicí 30-36°C. Za podobných podmínek vznikal pravděpodobně také aragonit v jeskyni Fialová, kterou jsme v posledních letech podrobili všestrannému výzkumu.

 

Vchod do Fialové jeskyně.

Entrance to Violet Cave.

Foto A. Absolon

 

Jeskyně Fialová se nachází v lomu na Chlumu (347 m) u obce Srbsko (list speciální mapy Beroun 4052). Vchod je v severní stěně, asi 1,2 m nad dnem severovýchodoseverního cípu spodní etáže, ve výšce 286 m n.m. Lom, který obnažuje vrstevní sled devonu do hloubky asi 50 m, zachytil v jižní části tence vrstevnaté, šedé lochkovské vápence, které pozvolně přecházejí v bílé až narůžovělé, lavicovité vápence koněpruské. Nad nimi jsou vápence bránické. Pokryv Chlumu tvoří převážně štěrkopísčité náplavy Berounky. Ojediněle jsou zachovány spraše v krasových kapsách a komínech. Celá jeskyně je ve spodních koněpruských, kompaktních vápencích (směr 190°/40-45° k ZSZ), na tektonických poruchách, jdoucích diagonálně (severozápad - jihovýchod) a příčně (západ - východ) na směr vrstevnatosti vápenců. Je to v podstatě jedna chodba, asi 100 m dlouhá. Z počátku má charakter úzkých nízkých kanálků, v nižších polohách se rozšiřuje v dómovité prostory. Byla otevřena v roce 1949, odlámáním komína, který ji spojoval s výše ležící jeskyní Krápníkovou (F. Skřivánek 1954). Komín ústí zúženinou (řez A-A') do puklinové chodby (řez B-B'), která má nepatrný sklon asi k 4 m hluboké propástce (řez E-E'), vytvořené na svislé dislokaci směru západ - východ. Propástka ústí ve stropě rozšířené chodby (řezy D-D' a G-G') s hlinitobalvanitou výplní. Ve směru tektonické poruchy je zakončena úzkými odtokovými kanálky (řez F-F'). Další pokračování je ze středu chodby skloněnou chodbičkou (řez H-H'), sledující severozápadní směr. Vznikla na vrstevní spáře a končí 3 m hlubokou puklinovitou propástkou, protaženou ve směru severozápadním. Dále pokračuje širší puklinová chodba (řez J-J'), s hnědočernou, hlinitojílovitou výplní. Původní převládající severoseverozápadní směr se mění v západní a puklinové jeskyně přecházejí do širokých dómů (řezy L-L', M-M', N-N').

 

Plán Fialové jeskyně, 1 - obrys jeskyně, 2 - hlinité dno jeskyně, 3 - propast, 4 - sonda, 5 - nadmořská výška, 6 - příčný řez.

Plan of Violet Cave. 1 - outline of cave, 2 - loamy floor of the cave, 3 - small chasm, 4 - sound-pit, 5 - altitude, 6 - transversal sections.

F. Králík

 

 

Jeskyně je založena na dvou tektonických zónách; směr severoseverozápad - jihojihovýchod převládá ve vstupních chodbách a ve střední části, směr západ - východ se uplatňuje na konci jeskyně. Dislokace jsou buď bez výplně, nebo jsou vyhojeny kalcitovými krystaly. Klence kalcitu jsou silně korodovány. Některé poruchy, např. za řezem B-B' a E-E', mají brekciovitou výplň. Opracované úlomky vápence jsou stmeleny kalcitem a hnědelem. Kalcitová výplň puklin v dómovitých prostorách je druhotně vyhojena tenkými vrstvičkami (2-5 mm) dorůstajícími ke středu pukliny. Vrstvičky jsou skalenoedrického habitu. Na vrstevních plochách jsou dendritické povlaky. Uprostřed výplně bývají čočky a lístky vyloučených Fe-hydrátů. Tyto poruchy mají směr severovýchod - jihozápad a dosahují mocnosti až 20 cm. Diagonálně jimi pronikají mladší, které mají stejné vyhojení. Ve všech částech jeskyně dislokační výplň napomáhala a urychlovala vytváření krasových dutin. Tektonika jeskyně je převážně shodná s poruchami na povrchu a v ostatních chlumských jeskyních.

Sedimenty úplně chybějí v začátku jeskyně a ve vrstevních chodbičkách. Teprve v rozšířených chodbách a v dómovitých prostorách jsou akumulace jeskynních sedimentů. U řezu J-J', ve střední části jeskyně jsme provedli průzkum sedimentů do hloubky 2 m, kde jsme zachytili tento vrstevní sled:

 

Kopaná sonda ve Fialové jeskyni. 1 - hnědočerná, hrudkovitá hlína, 2 - černohnědá, jemná, jílovitá hlína, 3 - hnědožlutá, hrudkovitá, jílovitá hlína, 4 - šedožlutá, písčitá hlína s hrudkami žlutohnědého jílu s úlomky korodovaného vápence, 5 - obrys jeskyně.

Dug sound-pit in Violet Cave. 1 - brown-black cloddy loam, 2 - black-brown, fine argillaceous loam, 3 - brown-yellow, cloddy agrillaceous loam, 4 - grey-yellow, sandy loam containing clods of yellow-brown clay and corroded blocks of limestone, 5 - outline of cave.

F. Králík

 

Skalního dna nebylo dosaženo pro stále se zužující stěny jeskyně. Petrografickým rozborem, který provedl J. Kukla, bylo zjištěno, že ve výplavu, skládajícím se ze zrn velikosti 0,1-3,0 mm, je výhradní složkou slabě korodovaný vápenec. Obsahuje jen velmi malé procento akcesorických součástí, jako křemen, limonit aj. Z toho můžeme usuzovat, že jeskynní sedimenty se hromadily bez přímého vztahu k povrchovým a tím, že jeskyně nesouvisela přímo s povrchem, čemuž nasvědčuje celková posice jeskyně. Vyplavený vápencový písek vznikl, podle J. Kukly, rozpadem středně až hrubě zrnitého vápence, pravděpodobně stupně f. Rozpad byl zřejmě spojen s korozí vápence, která sice stačila uvolnit zrna z horniny, nikoli je však zcela rozpustit. Takový rozpad je zjevem velmi řídkým a děje se za zcela zvláštních podmínek, které ještě nejsou dostatečně objasněny. Rozrušení mrazem nelze uvažovat, neboť jeskyně se nachází minimálně v hloubce 60 metrů. Při zakreslování profilu byl zjištěn pokles sedimentů asi o 30 cm. Lze si to vysvětlit další korozí dna jeskyně. Voda, která prošla 50 metrů mocným masívem vápence a pak jeskynními sedimenty, má ještě slabou kyselost, která stačí k pomalému koroznímu rozrušování stěn a dna jeskyně. Za rozpuštěný CaCO3 vlastní vahou poklesávají sedimenty, přičemž, v našem případě zůstal relikt ve vykorodované stěně jeskyně. Sedimenty, vyskytující se u profilu J-J' jsou tedy výhradně původu vnitrojeskynního. Ovšem v konci dnes známé jeskyně se nachází neutříděný, šedobílý, křemenný písek, velikosti zrn 0,1-2,0 mm. Podle petrografického rozboru jsou zrna křemene s otisky živcových zrn, ve kterých jsou zachovány zbytky kaolinického jílu. Povrch je drsný, řídce jsou zrna okulacena se slabě, jemně zdrsnělým povrchem. Živcová zrna jsou vzácná. Malé opracování svědčí o krátkém, částečném fluviálním transportu. Jde patrně o přeplavené cenomanské sedimenty, které se dnes již nenacházejí v blízkosti jeskyně. Zajímavý je výskyt těchto písků. V průběhu známých prostor jsou sedimenty chudé na mimojeskynní složky. Bylo by možno se proto domnívat, že přísun křemenného materiálu se děl jinou cestou, která je pravděpodobně v dnešní době zanesena sedimenty. Je však také možné, že sedimenty, které se nacházejí v konci jeskyně, jsou též v podloží nám zatím známého vrstevního sledu u řezu J-J'. Pak ovšem by to potvrzovalo domněnku, že jeskyně byla dříve spojena přes Krápníkovou jeskyni s povrchem. Jeskynní sedimenty jsou po stránce osteologických nálezů naprosto sterilní. To nás ještě více utvrzuje v názoru, že jeskyně byla při sedimentaci známé části profilu izolována od povrchu.

 

Vývojová stadia jeskynních chodeb a závislost na puklinách a vrstevních spárách. δ - dislokační pukliny, α - vrstevní spáry.

Development stages of cave passages and their dependence upon fissures and bedding joints. δ - dislocation joints, α - bedding joints.

F. Králík

 

Při vzniku jeskyně se velmi aktivně zúčastnily vrstevní spáry. Tyto embryonální kanálky mají tvar protáhlý podél vrstevní plochy a rozšiřují se ve směru sklonu vrstev. Tam, kde postupovala koroze po dislokaci a vrstevní spáře zároveň, vznikly širší a vysoké prostory s charakteristickou modelací stěn a stropu. Na některých dislokacích postupovala koroze současně do stran i do hloubky. Tímto způsobem vznikly vysoké, málo šikmé puklinovité chodby. Celkový charakter jeskyně je výhradně korozní. Jen občas byla dříve protékaná přívalovými vodami, které na některých místech v embryonálních kanálcích vytvořily ve stropu evorsí malé tlakové hrnce. Tvar jeskyně se velmi často mění, což nenasvědčuje stálému protékání vod.

 

Fialová jeskyně. Aragonit narůstá na vyčnívajících částech stěn.

Violet Cave. Aragonite overgrowing all protrusions from walls.

Foto V. Stehlík

 

Trsovité shluky aragonitu ve Fialové jeskyni. Jehličky dosahují až 0,5 cm.

Aragonite clusters, Violet Cave. Aragonite needles reach as much as 0,5 cm.

Foto V. Stehlík

 

Běžná krápníková a sintrová výzdoba jeskyni chybí. Tento nedostatek však dostatečně vyvažují výkvěty aragonitu, které pokrývají stěny v dómovitých prostorách, do výše 0,70 m, maximálně až do 2 m. Tvoří bílé nesouvislé povlaky na stěnách a ze sedimentů vyčnívajících spadlých stropních bloků. Aragonit se zde vyskytuje ve formě bílých, čirých až medových jehlicovitých krystalů, které jsou uspořádány do trsovitých keříčků. Krystaloví jedinci dosahují velikosti až 0,5 cm. Shluky aragonitu narůstají na slabém (0,2 mm) povlaku bílého kalcitového sintru. Kalcit vytváří na některých místech bílé, sférické a ledvinkovité tvary (velikost 1-5 mm) s vrstevnatým narůstáním. Jednotlivé vrstvičky jsou tvořeny, pravděpodobně, kalcitovými skalenoedry. Tyto sférolity mají v základu klenec kalcitu, na kterém narůstají, jde však pravděpodobně o vypreparované krystaly z vápence. Ve střední části jeskyně je aragonit poněkud odlišného habitu než v ostatních částech jeskyně. Vyznačuje se drobností, nepřesahující velikost 2 mm a vytváří plstnaté agregáty, které pokrývají souvislým povlakem větší plochy. Krystalky mají zde nádech medový a zachovávají si průhlednost. Narůstají, stejně jako v ostatních částech jeskyně, na slabém povlaku kalcitu, který má nahnědlou barvu. Zbarvení jak aragonitu, tak i kalcitového sintru je způsobeno železem, které je obsaženo v jílovitých hlínách pokrývajících ostatní sedimenty jeskyně.

 

Keříčkovité shluky aragonitu narůstající na sférolitech kalcitu. Fialová jeskyně.

Aragonite clusters growing on spherolites of calcite. Violet Cave.

Foto V. Stehlík

 

Aragonit v této jeskyni byl prokazatelně zjištěn RTG metodou Debay-Scherrerovou (Ø 57,3) a vyhodnocení provedla J. Šedivá pomocí srovnávacích tabulek C. T. de Assuncao - J. Gorido. Podle výsledků rozboru jsou všechny jehlicovité krystaly aragonit, kdežto sférolity a povlaky jsou kalcitové. Podmínky geneze aragonitu jsou podobné jako v jeskyni v Císařské rokli a na Stydlých vodách. Vznik aragonitu v jeskyních s klimatem studenějším než tepelná hranice 30 až 36°C se pokoušel objasnit F. Skřivánek (Skřivánek F. 1958). Aplikoval teorii o vzniku aragonitu pod tepelnou hranicí, kdy ke krystalizaci je třeba součinnosti stroncia, které vytváří krystalizační jádro a usměrňuje CaCO3 ke krystalizaci do kosočtverečného tvaru a tím vytváří kosočtverečnou modifikaci CaCO3 aragonit. Tuto domněnku podporuje také zjištění přítomnosti Sr ve všech vzorcích aragonitu z Fialové jeskyně. Bohužel však nebylo možno zjistit, zda Sr tvoří opravdu krystalizační jádro, nebo je-li přítomen jako příměs. Ke krystalizaci aragonitu v této jeskyni došlo až po usazení všech sedimentů a ještě po kratší přestávce, odpovídající poklesu sedimentů, neboť aragonit pokrývá i tu část stěn, která byla přikryta jeskynními hlínami před jejich poklesem.

 

* * *

 

Jeskyně Fialová se nachází na vrchu Chlum u obce Srbsko. Je vytvořena ve spodních koněpruských vápencích, na tektonických poruchách jdoucích diagonálně (SSZ-JJV) a příčně (Z-V) na směr vápenců. Je to asi 100 m dlouhá, prudce klesající chodba. Začátek má charakter embryonálních kanálků, ostatní části jsou širší puklinové chodby nebo ploché dómovité prostory. Sedimenty se ukládaly převážně v nižších částech jeskyně. Jsou dvojího druhu. Ve střední části do hloubky 2 m jsou vnitrojeskynního charakteru, v konci jeskyně jsou naopak mimojeskynního původu. Výzdoba je na rozdíl od ostatních jeskyní aragonitová. Je tvořena jehličkami, které jsou seskupeny do trsovitých agregátů. Pouze dvě další jeskyně v Československu mají výzdobu aragonitovou, která se krystalizovala ze studených roztoků.

Nakonec vyslovuji dík za odbornou radu F. Skřivánkovi a za provedení rozborů J. Kuklovi, J. Šedivé a J. Halešovi.

Krasová sekce Společnosti Národního musea v Praze

 


Literatura:

 


Summary:

A New Cave with Aragonite Decoration in Czechoslovakia

The Violet Cave on Chlum in the vicinity of Srbsko, Bohemian Karst is mentioned for the first time in literature. It becomes the subject of general interest because of its aragonite decoration. It has been formed on tectonic faults running diagonally (NNW-SSE) and transversely (W-E) to the strike of the Low Koněprusy limestones (190° 40/45° towards WNW). On the whale it measures some 100 m and declines abruptly. Its opening part (285.9 m a.s.1.) lies 37.4 m higher than its innermost section (245.5 m a.s.1.). The entrance and middle part is formed by narrow low channels of embryonal character completely void of filling. Most sediments were deposited in the wide, fissure passages or flat dome-like halls. They are composed of loam and clay and contain a slight admixture of fine calcareous sand and larger blocks fallen from the ceiling. In the profile (of section J-J', eclosure 2) the sediments either are in situ or transferred only a short distance within the limits of the cave. In the innermost part of the cave, however, occur Cenomanian sediments, i. e. miscellaneous siliceous sands, most probably shifted by water. This accounts for the general opinion according to which the cave must have had still another inlet in the past at the present filled with sediments, or, that siliceous sands were deposited also in the substratum of section marked J-J'. Then, of course, the cave must have been somehow connected with the surface, which most probably occured through the Dripstone Cave (F. Skřivánek, 1954). On estimating the profile, a considerable decrease of sediments by 30 cm was ascertained. It may be well explained by the fact that the floor of the passage keeps on being corroded underneath the sediments and consequently they settle down to the place of the eliminated CaCO3.

The cave is furnished with aragonite decoration composed of pure, in some places white to honey-coloured pin-shaped crystals arranged in clusters. They reach approximately the size of 5 mm. Aragonite originated under conditions similar to those of the Emperor's Valley and the Cooled Water (F. Skřivánek, 1958), i. e. from cold solutions under the participation of strontium which controls the crystallisation of CaCO3 into the rhomboidal system.