Aragonit v československých jeskyních

Aragonite in Czechoslovak Caves

František Králík, František Skřivánek

(Československý kras 15 /1963/; str.11—35; Praha 1964)

 

 

Československá speleologická literatura obsahuje mnoho cenných prací, které objasňují genezi krápníkové výzdoby a vysvětlují její mnohotvárnost. Velká část se zabývá nejrozšířenějším minerálem, uplatňujícím se ve výzdobě, tj. kalcitem. Do samostatných prací se výzdoba tvořená aragonitem dostala po objevu Zbrašovských aragonitových jeskyní. Po druhé světové válce byla objevena řada dalších jeskyní, jež mají ve výzdobě aragonit. Ukázalo se, že aragonit ve Zbrašovských jeskyních, vázaný na termální pochody teplicového krasovění, je mezi ostatními aragonitovými jeskyněmi ojedinělým případem. Dnes je však již známo 19 lokalit s touto výzdobou. U sedmnácti z nich geologická pozice, morfologie a minerální parageneze vylučují jakékoliv působení termálních pochodů.

Od roku 1954 jsme shromáždili bohatý dokumentační materiál. Podrobným studiem vzorků i dosažitelné literatury jsme obohatili naše aragonitové jeskyně o další buď neznámé, nebo opomíjené lokality. V této práci předkládáme výsledky výzkumu nově zjištěných aragonitových jeskyní, výsledky závislosti výskytu na prostředí, fyzikálních podmínkách a chemismu vápenců, stagmalitu a vlastního aragonitu.

Výplň jeskyní je různorodá. Vedle nánosů, které jsou převážně alochtonní (do jeskyní přinesenou složkou), obsahují dutiny výplně vznikající výhradně v jeskyních. Z minerálů autochtonní výplně je nejhojněji zastoupen uhličitan vápenatý (CaCO3). Ten je zastoupen oběma svými minerály – kalcitem i aragonitem. Vedle těchto se mohou vyskytovat ještě další minerály:

Významným jevem v řadě jeskyní je výzdoba, kterou tvoří druhý minerál CaCO3 – aragonit. Nevytváří krápníky ani ostatní tvary běžné u stagmalitu. V jeskyních se s ním setkáváme v podobě několika milimetrů až centimetrů dlouhých jehliček, drúz a drobných tenkých krystalků, různých plstnatých agregátů, trsů, keříčků, popřípadě červovitě stočených a na různé strany se větvících útvarů.

 

Starší výzkumy

Nejstarší zprávu o výskytu aragonitu v českých krasových dutinách uvádí J. Kafka (1892). Nález je z dnes již neexistující jeskyně v Červeném lomu u Koněprus. F. Slavík (1900) s odvoláním na G. Rosse je pravděpodobně prvním, kdo zjistil aragonit v jeskyních Moravského krasu. Je zde uváděn zajímavý výskyt železného květu složeného z jemnozrnných krystalků aragonitu v jeskyni Výpustek u Křtin. Dále se zmiňuje o hmotě „podobné nickamínku“, složené z mikroskopických krystalků aragonitu ze vchodu Býčí skály. Tentýž autor (1902) se zabýval vznikem aragonitu a dospěl k názoru, že krystaluje za teplot vyšších než 30 °C. Pod 30 °C pak za přítomnosti uhličitanů Ba++, Pb++, Sr++. Ke stejnému závěru došel V. Rosický (1901), který připouští vznik aragonitu jak z teplých, tak i ze studených roztoků. Ze studených tehdy, jsou-li velmi zředěné a obsahují-li příměs SrCO3, CaSO4 nebo soli Pb++. B. Kučera (1922) se zmiňuje v seznamu moravských nerostů o aragonitu z „nickamínku“ z Byčí skály. Jde patrně o výskyt totožný se Slavíkem a Rossem. První, kdo uvádí aragonit z nově objevených Zbrašovských jeskyní je J. Los (1914), později M. Krejčí (1920) a V. Sedláček a J. Chromý (1927). Poslední autor (1927, 1931, 1934) popisuje podrobněji morfologii aragonitu z této jeskyně. Také E. Michal (1930, 1931, 1934, 1939, 1941) se zaměřil na studium výskytu aragonitu ve Zbrašovské jeskyni. Rozborem aragonitu zjistil 3,56 % SrCO3. Dále se zmiňuje o výskytu aragonitu nad Hviezdoslavovým a Růžovým dómem v Demänovských jeskyních. F. Prantl (1939) a J. Svoboda – F. Prantl (1953) uvádějí žlutý sloupcovitý aragonit na bázi hlín v krasových dutinách na Stydlých vodách v Českém krasu. J. Kašpar – J. Kunský (1942), J. Kašpar (1945, 1946, 1949) podrobně popisují výskyt aragonitu ze Zbrašovských jeskyní. Krystalizaci aragonitu vysvětlují vyšší teplotou výronů CO2 (15—24 °C), uvádějí též spektrální rozbory, kde jsou v podřadném množství příměsi Fe++, Mg++, Sr++, Ba++. J. Dvořák – L. Slezák (1953) se zmiňují o aragonitových výkvětech v Hranické propasti. R. Kettner (1942) popisuje aragonit ze Zbrašovských jeskyní jako výsledek teplicového krasovění. J. Kunský (1950) uvádí tvary a vznik aragonitů z roztoků oteplovaných CO2. E. Burkhardt (1953) uvádí v seznamu moravských minerálů všechny známé výskyty aragonitu. F. Slavík (1954) stanovil tepelnou hranici termálního vzniku aragonitu na 30—36 °C. Pod touto mezí může vznikat za přítomnosti SrCO3 nebo vystavením dolomitu účinkům H2SO4. F. Skřivánek – V. Stárka (1955), F. Skřivánek (1958, 1959, 1960, 1961), V. Hodač – F. Skřivánek (1958) podrobně popisují dvě nové aragonitové jeskyně v Českém krasu. Vznik aragonitu vysvětlují krystalizací ze studených roztoků za spolupůsobení příměsí SrCO3. L. Blaha (1955) uvádí zprávu o objevu aragonitové jeskyně u Ochtiné na Slovensku. R. Ševčík – J. Kantor (1956) se podrobně zabývají aragonitovou výzdobou v jeskyni u Ochtiné. Uvádějí, že vznikal ze studených roztoků. Stejnou jeskyní se také zabývá A. Droppa (1957). Genezi neřeší, ale dokazuje, že aragonit je recentní. S. Kámen (1960) popisuje výskyt aragonitu v Jazerné jeskyni v Muráňském krasu. J. Brandejs – K. Pošmourný (1960), K. Pošmourný (1960) upozorňují na již známé výskyty v Českém krasu a ve Zbrašovských jeskyních. F. Králík (1963) uvádí do literatury dalších sedm nových aragonitových jeskyní v ČSSR.

Značná pozornost výskytu aragonitu v krasu je věnována v zahraniční literatuře. Z novějších prací je to zejména J. W. Murray (1954), který probírá obecnou problematiku výskytu aragonitu v jeskyních. Prokazuje, že aragonit vznikl za vyšší teploty při malé koncentraci Ca(HCO3)2, nebo za přítomnosti Mg++, Sr++, Pb++. W. G. Moore (1956) souborně popisuje výskyty aragonitu v USA. V úvahu vzal zejména ty, které vznikly exotermálními vlivy (podnebí). W. B. White – A. M. Ellisher (1958), W. B. White – J. R. Fisher (1959) provedli řadu analýz aragonitů a kalcitů, z nichž je zřejmé, že aragonit obsahuje vždy více Sr než kalcit. D. Kuščer etc. (1959) vysvětluje vznik aragonitu ze studených roztoků pod vlivem obsahu Mg++. Došel k závěru, že je-li v matečném roztoku více Mg++ než Ca++, jsou dány podmínky k tvorbě aragonitu. R. L. Curl (1962) kriticky hodnotí vliv teploty a stopových prvků na vznik aragonitu. Došel k závěru, že přítomnost Sr++ v matečném roztoku vyvolává vytváření aragonitu.

 

Vznik aragonitu v jeskyních

Aragonit je kosočtverečnou modifikací uhličitanu vápenatého. Poměrně velmi rychle a samovolně přechází v kalcit. Tato změna vyplývá z četných recentních paramorfóz kalcitu po aragonitu a z fosilisační přeměny aragonitových schránek měkkýších v kalcitové (L. D. Graf 1960). Některé fosilní schránky vystavené zvláštním podmínkám obsahují i dnes aragonit. Pěkný příklad uvádí F. R. Siegel (1960) u pleistocenních korálů, kteří mají přes 1 % Sr. K samovolné přeměně nedochází také tehdy, je-li aragonit neprodyšně uzavřen v hornině. Podle většiny mineralogů teplota, které je zapotřebí k tomu, aby se z roztoků vyloučil aragonit, je 30—36 °C (F. Slavík 1900, 1954, V. Rosický 1901, V. Zýka – J. Vtělenský 1960, J. W. Murray 1954, R. L. Curl 1962 aj.). Vedle toho J. Kašpar – J. Kunský (1942) došli na základě výzkumu ve Zbrašovských jeskyních k názoru, že aragonit se může vytvářet oteplením roztoků výrony CO2 o teplotě 15—24 °C. G. W. Moore (1956) shromáždil data o jeskyních v USA. Zjistil, že jeskyně severní a střední části USA postrádají aragonitovou výzdobu. Směrem k jihu aragonitových jeskyní přibývá. Na základě těchto zkušeností vykonstruoval mapu, kde jsou vyznačeny zóny předpokládaných teplot panujících v pleistocénu.

Z rozsáhlého bádání o vzniku aragonitu vyplývá, že se hojně vyskytuje v takových jeskyních, které jsou buď výsledkem teplicového krasovění (Zbrašovské jeskyně, jeskyně Budínského pohoří), nebo byly ovlivněny teplejším klimatem. Jinak se aragonit vyskytuje také v jeskyních, kde je jakékoliv oteplení vyloučeno (J. W. Murray 1954, W. B. White – J. R. Fisher 1959, W. B. White – A. M. Ellisher 1958, D. Kuščer etc. 1959). Vznik aragonitu mimo kras za nízké teploty je však znám mnohem dříve (Rosický 1901). R. Slavík (1902) a C. Doelter (1912) předpokládali, že zejména přítomnost uhličitanů Ba++, Pb++, Sr++ usměrňuje krystalizaci do kosočtverečné modifikace. Aragonit také může podle F. Slavíka (1954) vznikat při působení H2SO4 na dolomit. H2SO4 vzniká při oxydaci pyritu obsaženého v hornině. V ČSSR první upozornili na výskyt aragonitu v jeskyních, který vznikal z chladných roztoků, F. Skřivánek – V. Stárka (1955). Z chemických analýz, které provedli v roce 1958, vyplývá, že vápence, v nichž jsou aragonitové jeskyně, obsahují Sr až do 0,4 %. Obsah Sr v aragonitu dosahuje až 0,6 %. Na základě těchto zjištění se vysvětluje vznik aragonitu na schopnosti vzájemného zastupování Sr za Ca v krystalové mřížce. Při úniku CO2, k němuž dochází při výronu matečného roztoku z kapilárních puklin a spár ve vápenci, krystaluje směs SrCO3 a CaCO3. Uhličitan strontnatý je izomorfní aragonitu a v důsledku vyšší stability své kosočtverečné souměrnosti ovlivňuje CaCO3 natolik, že se přikládá na vytvořený kosočtverečný základ.

F. Králík (1963) zjistil celkem sedm jeskynních výskytů aragonitu. U všech geologické poměry vylučují jakékoliv vnitřní oteplování. Všechny tyto výskyty jsou vázány na starobní jeskyně, kde je jen mírně vlhké prostředí. Přitom největší krystalky jsou vyvinuty při dně jeskynní dutiny, a to vždy nad souvislou hlinitou výplní. Agregáty dále vznikly v období po poslední akumulaci jeskynních sedimentů. Stěny těchto jeskyní jsou dosti hlubokou korozí naleptány, takže vytvářejí pórovitou hmotu, prostoupenou sítí velmi nepravidelných kanálků.

 

Typy aragonitové výzdoby v jeskyních

Aragonitovou výzdobou na tomto místě rozumíme, na rozdíl od krápníkové výzdoby tvořené výhradně kalcitem, všechny formy aragonitu, jak se s nimi setkáváme v krasových dutinách. Prostudovali jsme celkem 10 jeskyní, ve kterých jsme zjistili ve výzdobě větší či menší množství aragonitu. Ze starší literatury jsme převzali údaje o aragonitech z devíti lokalit. V těchto jeskyních se aragonit vytvářel za různých podmínek v různém prostředí, a proto také se svou vnější formou jednotlivé výskyty poněkud liší. Aragonitovou výzdobu můžeme podle vzájemného uspořádání krystalových jedinců rozdělit do těchto typů:

 

 

Aragonitové agregáty se vyznačují bílou barvou, která je zdánlivá. Způsobují ji volné prostory v agregátu mezi jednotlivými čirými krystaly. Někdy se vyskytuje medově žluté zbarvení od rozptýlených hydroxydů železa.

Většina pozorovaných krystalů jsou spojkami tvarů (110), (010) a (011), dlouze protaženými podle osy c. Často se vyskytují srůsty podle (110). Jednotlivé typy nebývají zcela vyhraněny podle výše uvedeného schématu. Změnami podmínek krystalizace nebo dalším narůstáním docházelo ke kombinaci, takže na jednom vzorku můžeme pozorovat i několik navzájem do sebe přecházejících typů. Uvedené typy se vyskytují v jeskyních, které jsme studovali. Předpokládáme, že při podrobnějším studiu jiných lokalit budou zjištěny další. Neuvádíme zde mikroskopicky jehlicovitý aragonit z nickamínku, jak jej popisuje F. Slavík (1900), protože se nám jej nepodařilo nalézt.

 

Výskyt aragonitové výzdoby v jeskyních

Tato kapitola obsahuje stručný popis těch československých jeskyní, ve kterých byla zjištěna aragonitová výzdoba. Vedle lokalizace a stručného charakteru podzemních prostor jsou zde popsány typy vyskytujícího se aragonitu společně s ostatními jevy, které s výskytem souvisejí.

Aragonitová jeskyně Na stydlých vodách. Jeskyně byla otevřena v roce 1952 při těžbě v lomu „Na stydlých vodách“ u Sv. Jana pod Skalou. Vchod leží asi 3 m nad dnem spodní etáže. Celá jeskyně je jen jediná, asi 30 m dlouhá chodba, která je vyvinuta na rozhraní koněpruských a lochkovských vápenců. Je založena na několika dislokacích korozně rozšířených do trojúhelníkového profilu. Výplň je tvořena pórovitými sedimenty, které se uplatňují ve vstupní mírně vlhké části. V druhé polovině jeskyně je výplň jílovitá a jeskynní stěny jsou silně vlhké až mokré. Výskyt aragonitu je vázán na vstupní mírně vlhkou část. Vytváří souvislé výkvěty sahající maximálně do výše 2 m od počvy. Nejlépe vyvinuté tvary, zejména keříčkovitý typ C (až 2,5 cm mocné trsy), jsou při dně jeskyně. Keříčkovitý aragonit směrem do výše přechází do drobnějších agregátů, které jsou kombinovány s paprsčitě jehlicovitými trsy (typ D). V nejvyšších částech jeskynních stěn jsou zárodečné trsy (typ A), které jsou jednak ve shlucích a jednak v jednotlivých drobných chomáčcích. Na rozdíl od ostatních lokalit v Českém krasu narůstá aragonit i na kalcitových sintrech, které pokrývají silně korodovaný povrch jeskynních stěn. Některé jehličkovité krystaly jsou zakončeny klencem kalcitu o velikosti 0,01 mm. Vedle toho jsou přímo na sintrech pisolity z kalcitu, jejichž vznik zřejmě souvisí s mikroskopickými klenci na koncích aragonitových krystalů. Co do množství a rozsahu aragonitu je jeskyně Na stydlých vodách na prvním místě v Čechách.

 

 

 

Jeskyně v Císařské rokli byla objevena v roce 1954 pod uzávěrovou stěnou Císařské rokle u Srbska. Jeskyně je na dislokaci ve zlíchovských vápencích. Je dlouhá 20 m a sestává z šikmého komína, který navazuje na krátkou vodorovnou chodbu. Horní část komína tvoří širší dutinu s oválně vykrouženou klenbou. Zde jsou korodované stěny s nesouvislými povlaky aragonitu. Před odstraněním hlinité výplně byl aragonit od 10 do 100 cm nad výplní. Stěny s aragonitem jsou mírně až středně vlhké. Aragonit se vyskytuje v izometrických, výhradně čirých jehličkovitých krystalech, uspořádaných v zárodečných trsech (typ A), v nízkých keříčkovitých trsech (typ C) a v paprsčitě jehlicovitých agregátech (typ D). Typy nejsou vyhraněné, vytvářejí jednolité povlaky, kde jsou zastoupeny všechny vedle sebe. Plošně je výskyt aragonitu velmi malý.

 

 

Fialová jeskyně v lomu na vrchu Chlum u obce Srbsko. Vchod leží v severní stěně asi 1,2 m nad dnem severoseverovýchodního výběžku spodní etáže. Celá jeskyně je ve spodních koněpruských vápencích ukloněných 45° k západojihozápadu, na diagonálních a příčných tektonických poruchách. Je to jedna asi 100 m dlouhá chodba s výškovým rozdílem 46 m. Vstupní část, jedna třetina celkové délky jeskyně, má charakter úzkých embryonálních kanálků a propástek. V dalším průběhu se rozšiřuje, až v poslední třetině vytváří nízké dómovité prostory. Dno jeskyně, s výjimkou embryonálních kanálků, je pokryto hlínami. Sedimentační proces je zakončen vrstvičkou hydroskopických manganoželezitých hlín a zřícenými stropy. Aragonit se vyskytuje právě v této části, tj. tam, kde jsou pórovité nánosy, ve kterých se hromadí roztoky. Tato skutečnost je velmi závažná, protože jen nad nimi je maximální výskyt aragonitu. Minerál vznikl až po uzavření všech sedimentů. Dokladem, toho jsou výkvěty na spadaných stropních blocích, které zakončují jeskynní sedimentaci. Na konci, odkud byla část výplně odnesena, jsou výkvěty, které odpovídají ještě mladšímu období, protože se vyskytují pod úrovní původního povrchu, tj. přímo v exhumované části.

Aragonit vytváří nepravidelné plošné výkvěty frontálně se šířící od dna směrem ke stropu až do výše 2 m. Soustřeďuje se zejména na morfologické nerovnosti stěn, a to na různé více či méně ostré hřbítky korozního původu. Plochy jednotlivých výskytů jsou dosti ostře omezeny proti okolním stěnám. Zárodečné trsy (typ A) jsou soustředěny v hnízdech, jež mají nepatrné rozměry. Krystalky jsou většinou čiré dokonalé jehličky. Zárodečnému stadiu odpovídají také drobné krystalky uspořádané v plstnaté agregáty (typ B), jež dosahují velikosti mezi 0,5 a 1,5 mm. Jsou průhledné, s medovým nádechem. Vyskytují se jen lokálně na pravé straně u sondy. Hojně se ve výzdobě uplatňuje typ keříčkovitý (C). Jsou to krystalky větších rozměrů (až 0,7 cm), průsvitné, celkově však budící dojem bílé barvy. Jsou seskupeny v keříčky, které narůstají na tenké vrstvičce kalcitu a na bílých drobných kalcitových sférolitech. Bílá barva podložního kalcitu přispívá k jejich zdánlivé bělosti. Typ jehlicovitý (D) se nalézá až v konci jeskyně. Jsou to velmi úzké trsy štětkovitého tvaru, velmi těsně vedle sebe rostoucí, takže vytvářejí bílé sametové povlaky. Tento typ je složen z jehliček o velikosti 0,6 cm a zaujímá malé plošky jen na vyčnívajících částech stěn a na spadaných stropních blocích.

 

 

 

 

Jeskyně Tetínská chodba je uprostřed východní stěny opuštěného lomu pod zříceninou Tetína u Berouna. Vchod je asi 20 m od konce protáhlého lomu, 15 m nad jeho dnem. Prostory jsou na styku budňanských a koněpruských vápenců, strmě ukloněných k východu. Jeskyně je jednoduchá, asi 60 m dlouhá chodba sledující vrstevnatost vápenců. Na konci se větví ve dvě krátké a těsné chodbičky, které jsou zahliněny. Jeskyně pravděpodobně sloužila jako ponor potůčku, jež protékal údolím v místě dnešního lomu. Výplň dutin je hlinito-štěrkovitá, s hojnými většími bloky spadaných stropních desek. Na některých stěnách jsou slabé sintrové náteky a praménkovité stalaktity. Sintry jsou soustředěny ve vstupní a střední části, která je silně vlhká až mokrá.

Aragonit se vyskytuje jen na dvou místech. Jednak na jižní stěně hlavní chodby, jednak v severovýchodní chodbičce na konci jeskyně. Oba výskyty jsou vázány na vypreparované tenké polohy ve vápenci. Výskyt na jižní stěně je ze zárodečných trsů (typ A) a plstnatých agregátů (typ B). Velikost krystalů se pohybuje od 0,1 do 4 mm. Aragonit je čirý až medově žlutý. Vedle aragonitu narůstají na vrstevních spárách destičkovité až hrotité krystaly sádrovce o velikosti až 2,5 cm. Mimoto vytváří sádrovec tlakově deformované tvary. Vznikají z anhydritu přijímáním vody. Anhydrit vznikl původně pod sintrovým povlakem. Při hydrataci zvětšující se krystal částečně nadzvedl sintr a částečně se protlačil protrženým těsným otvorem. Přitom došlo k tlakové deformaci, která měla za následek ohnutí střední části podélně puklého krystalu a zavinutí okrajových, vertikálně oddělených. pláství. Druhý výskyt aragonitu v Tetínské chodbě je složen ze zárodečných trsu (typ A), paprsčitě jehlicovitých agregátů (typ D) a z keříčkovitých trsů (typ C). Zároveň se vyskytuje paprsčitě stébelnatý typ E, který vytváří drobné, asi 4 mm dlouhé vějířovité tvary. Všechny typy narůstají na makroskopicky celistvém aragonitu (typ H). Celistvý aragonit je medově žlutý a buduje místy až 4 cm mocné ledvinité povlaky. Uzavírá tenké vrstvičky jílu, které nasvědčují o střídavém zaplavování jeskyně. Při zaplavení byla tvorba aragonitu přerušena a zároveň dříve vytvořené drobnější krystalové agregáty zničeny. Na povrchu přechází celistvý aragonit do stébelnatých až jehlicovitých krystalků, které zcela na okrajích vytvářejí paprsčitě jehlicovité trsy (typ D). Jednotlivá stébla a jehlice dosahují až 7 mm.

 

 

Sedmisálová jeskyně. Vchod leží na úpatí jihovýchodní stěny lomu pod Tetínem, asi 50 m od železničního mostu. Jeskyně je tvořena jednou esovitě stočenou vodorovnou chodbou, která je nízká a široká. Stropy vybíhají v četné kulisy. Celková délka je 40 m. Sedimenty jsou písčito-hlinité a ve vstupní části mají hrubou klastickou příměs. Aragonit je seskupen v nepatrných hnízdech, která pokrývají stěnu do výše 0,6 m. Výskyt je vázán na konec jeskyně. Převážně jsou zastoupeny paprsčitě jehlicovité trsy (typ D), na kterých narůstají inversní shluky (typ F). Zárodečné trsy se vyskytují ojediněle nebo ve shlucích malých rozměru. Jednotlivé krystalky všech typů se pohybují mezi 0,2 až 4 mm. Povrch jeskynních stěn pod aragonitem je silně korodovaný a jen mírně vlhký.

 

 

Tomáškova propast je v Tomáškově lomu na pravém břehu Berounky pod obcí Korno, ve skalním útesu zbylém po lámání vápence. Je vyvinuta ve strmě ukloněných až překocených vrstvách kotýských vápenců. Sestává ze dvou svislých šachtovitých prostor o celkové hloubce 40 m. Aragonit se nachází mezi oběma svislými šachtami, kde je v hloubce 12 m vodorovná etáž. Vytváří výkvěty nepatrných rozměrů (až 3 mm) na spodní straně zřícených bloků. Tyto bloky jsou jednou stranou zabořeny do písčitých hlín a druhou stranou opřeny o stěnu propasti. Jsou zastoupeny zárodečné trsy (typ A), plstnaté agregáty (typ B) a paprsčitě jehlicovité agregáty (typ D). Aragonit je na pisolitických kalcitových tvarech. Výskyt je jen na velmi malé ploše.

 

 

Jeskyně v Červeném lomu byla objevena roku 1885 v Červeném lomu na Zadní Kobyle u silnice z Koněprus do Suchomast. Jeskyně byla dlouhá 16 m, široká až 8 m. Navazoval na ni komín s hlinitou výplní, ve kterém podle J. Kafky (1892) se vyskytoval sádrovec a aragonit. Aragonit nebyl podrobněji popsán. Dnes je větší část jeskyně odlámána a aragonit zjištěn nebyl.

Nová Bozkovská jeskyně leží pod horním okrajem severozápadního svahu Vápenice u Bozkova (okr. Semily). Jeskyně je v metamorfovaném silurském křemitém dolomitu. Je dlouhá přibližně 250 m a sestává z dómů a chodeb, které jsou výsledkem selektivní koroze. Nejnižší části jsou vyplněny jezery, která jsou navzájem oddělena hlinito-štěrčíkovitými až písčito-štěrkovitými sedimenty. Nepatrné výskyty aragonitu jsou na těchto místech: 1. Jižní stěna Blátivé chodby, asi 20 m od objevného vchodu. Jsou zde zastoupeny drobné zárodečné trsy (typ A) o velikosti jedinců 0,5—1,5 mm a paprsčitě jehlicovité agregáty (typ D), přibližně stejných rozměrů. Aragonit vytváří řídké povlaky na kalcitových pisolitech a selektivní korozí vypreparovaných žilkách křemene. Výskyt sahá až do výše 1 m nad výplň, tj. zhruba do výše 2,5 až 3 m nad úroveň hladiny jezer. 2. Loupežnická jeskyně, asi 45 m od vchodu. Zárodečné trsy (typ A) a keříčkovité trsy (typ C) do 3 mm délky pokrývaly ze stěny vypreparované hrany křemenných destiček. Výskyt byl nepatrný, asi 60 cm nad výplní, a byl zničen při zpřístupňovacích úpravách. 3. Prostory objevené v r. 1961, asi 85 m od vchodu. Aragonit se vyskytuje v ojedinělých shlucích na výčnělcích hluboko zvětralého křemitého dolomitu ve výškách okolo 50 cm nad výplní. Výplň je tvořena dolomitovým pískem až hrubým štěrkem. Zastoupeny jsou zárodečné trsy (typ A), keříčkovité trsy (typ C) a paprsčitě jehlicovité agregáty (typ D). Aragonitové krystalky jsou čiré, v průměru dosahují délky 6 mm, výjimečně až 11 mm. Zvláštností aragonitu v Bozkovských jeskyních jsou paprsčitě stébelnaté agregáty (typ E), zarostlé v kalcitových sférolitech. Na sférolitech narůstá mladší generace paprsčitě uspořádaných jehliček (typ D). Jinou zvláštností jsou až 11 mm dlouhé, „vlasově“ tenké (0,01—0,001 mm) krystalky.

Aragonit v Nových Bozkovských jeskyních je zhruba v jedné výškové úrovni společně se starší krápníkovou výzdobou. Vytvářel se současně s okolními kalcitovými sintry. Pod touto úrovní, která je dána zhruba hladinou podzemních jezer, není ani aragonit, ani sintr. Tvorba krápníkové výzdoby nastala po období intenzívní koroze, při níž byly prostory vyplněny silně agresívní vodou z krystalinika.

 

 

Nová Chýnovská jeskyně byla odkryta v roce 1960 ve východní části lomu na Pacově hoře u Chýnova a v témže roce byla při těžbě zničena. Jeskyně byla v bílých až modrošedých krystalických vápencích, které se střídaly s křemitými a amfibolitovými polohami. Sestávala ze dvou rovnoběžných chodeb o délce přes 100 m, které byly na dně pokryty červenohnědou, slabě písčitou jílovitou hlínou. Aragonit byl zjištěn na sněhobílých pisolitických krápnících o velikosti 1,5 cm, které pokrývaly do výše 50 cm jižní stěnu jeskyně do vzdálenosti 40 m od vchodu. Čiré jehličkovité krystalky (0,01 až 2 mm) byly seskupeny v zárodečných trsech (typ A), paprsčitě jehlicovitých agregátech (typ D) a v inversních trsech (typ F). Na některých jehličkách paprsčitě jehlicovitých agregátů byly drobné klence kalcitu (velikost 0,05 mm).

Zbrašovské jeskyně leží na levém břehu Bečvy nedaleko lázeňské budovy v Teplicích nad Bečvou. Sestávají z labyrintu komínovitých a puklinovitých chodeb, které sledují tektonické poruchy o směru h 8 ve vápencích hranického devonu. Představují teplicovým krasověním přemodelované jeskyně s charakteristickou termální minerální paragenezí. Nejstarší minerální výplň je z limonitu, pak následuje wad a na něm je vápenec. Do jeskyní proniká CO2, který vytváří plynová jezírka.

Výskyt aragonitu je proti ostatním jeskyním neobyčejně bohatý. Plošně největší je výskyt o rozloze 30 m2 na tzv. „Oponě“ v Jurikově dómu. Dále se aragonit vyskytuje v prostoře U ježka, v Galašově dómu, v Mramorové, Veselé, v Koncertní jeskyni a jinde. Aragonity narůstají na silně termálními procesy korodovaných stěnách, dále na sintrových polevech, hůlkovitých a tyčovitých stalaktitech a na spadaných balvanech. Zárodečné trsy (typ A) se v podobě jemné jinovatky vyskytují zejména na stěnách jeskyně Veselá a Koncertní. Nechybí však ani na ostatních místech. Keříčkovité trsy (typ B) a paprsčitě jehlicovité agregáty (typ D) jsou nejlépe vyvinuty na Oponě v Jurikově dómu, v Galašově jeskyni, na spadaných stropních blocích v Mramorové jeskyni atd. Jsou dále doprovázeny paprsčitě stébelnatými agregáty (typ E). Krystaly aragonitu, účastnící se na stavbě všech těchto agregátů, jsou čiré až mléčně zakalené, jehlicovité až sloupečkovité, délky až 3 cm. Agregáty jsou mocné až 10 cm. Ve Veselé jeskyni a v prostoře U ježka se kromě výše vyjmenovaných typů vyskytuje také železný květ (typ G). Vytváří tenké, červovitě stočené, hojně rozvětvené tvary. Aragonitová výzdoba je soustředěna v blízkostech výronů CO2. Teplota těchto výronů se pohybuje mezi 18 až 22 °C, teplota v okolí aragonitových výskytů je 13,5 až 15 °C. Z minerální parageneze teplicového krasu je aragonit nejmladší, nebereme-li v úvahu na něm se vytvářející ondřejit. Místy na povrchu přechází v kalcitový prach.

 

 

Hranická propast leží na východním okraji kopce Hůrka na pravém břehu Bečvy, asi 300 m od železniční stanice Teplice nad Bečvou. Je na poruše směru h 8 ve vápencích hranického devonu. Je hluboká 65,5 m, na dně je jezero hluboké 34 m. Voda v jezeře je obohacena CO2 a má průměrnou teplotu 15 °C. Podle J. Dvořáka – L. Slezáka (1953) se u hladiny jezera na svislé jihovýchodní stěně vyskytují výkvěty aragonitu.

Býčí skála je v Moravském krasu v pravém svahu Křtinského údolí v km 4,8 silnice Adamov – Křtiny. Vstupní část je tvořena velkou dómovitou prostorou, odkud F. Slavík (1900) uvádí mikroskopické jehličky (0,02—0,04) aragonitu, které jsou součástí „křídovité hmoty“ (zřejmě nickamínek odebraný ze stěny jeskyně). Vstupní část jeskyně, odkud je uváděn nález, byla za druhé světové války zničena vybudováním podzemního objektu, takže výskyt nemohl být ověřen.

Výpustek je jeskyně v Moravském krasu, v levém svahu Křtinského údolí, v 8 km silnice Adamov – Křtiny. Výpustek byl rozlehlý jeskynní systém o dvou výškových patrech s velmi bohatou krápníkovou výzdobou. F. Slavík (1900) uvádí, že G. Rosse r. 1856 nalezl na blíže nepopisovaném místě železný květ a mikroskopické krystalky aragonitu v nickamínku. Nález nemohl být ověřen, protože jeskyně byla zničena těžbou fosfátových hlín a později v letech 1939—45 přebudována na podzemní továrnu.

Ochtinská jeskyně byla objevena v roce 1954 při ražení štoly v masívu Hrádok u Ochtiné. Je v krystalických vápencích kambrosilurské série Gemerského rudohoří. Je dlouhá přibližně 300 m a sestává z puklinovitých chodeb a několika nízkých síní. Výplň je tvořena převážně limonitovými okry, kde je hlavní součástí goethit. Neobyčejně hojný je zde aragonit. Ve velmi rozmanitých formách je zastoupen železný květ (typ G). Je bílý a vytváří červovitě stočené a různě propletené keříčky, mnohonásobně rozvětvené (délka až 30 cm). Vedle toho jsou tu zcela rovná nebo mírně prohnutá tenká (2—3 mm) stébla. Jednotlivá stébla a větvičky jsou z doškovitě uspořádaných drobných krystalků čirého aragonitu. Ve středu je kapilára, která má uvnitř druhotně vyloučený opálový povlak. Na konci stébel bývají paprsčitě jehlicovité trsy (typ D). S železným květem, který je kryptokrystalický, jsou spjaty méně hojné a nikoliv již tak nápadné zárodečné trsy (typ A), keříčkovité trsy (typ C), paprsčitě jehličkovité agregáty (typ E). Délka krystalků se pohybuje od zlomku milimetru až nad 10 cm. Krystalické typy nejsou vyhraněné a vyskytují se v různých kombinacích. Velmi často přecházejí zejména stébelnaté agregáty v makroskopicky celistvý aragonit (typ H).

Z výzdoby Ochtinské jeskyně jsou nejstarší kalcitové sintry. Aragonit je mladší. Při jeho tvorbě se střídaly krystalické typy s železným květem. Železný květ sám má dvě generace (R. Ševčík – J. Kantor 1956), z nichž starší prodělala samovolný přechod aragonitu v kalcit.

Demänovská jaskyňa Slobody. E. Michal (1934) uvádí z Hviezdoslavova a Růžového dómu trsovité formy jehličkovitých krystalů aragonitu narůstající na stalaktitech a jeskynních stěnách. Podle vzorků a informací poskytnutých V. Benickým lze konstatovat, že kostrovité výrůstky na stalaktitech a stěnách z Fialového dómu a z Klenotnice jsou aragonitové shluky. Jsou zde zastoupeny zejména keříčkovité trsy (typ C), zárodečné trsy (typ A) a v menší míře i drobní jedinci v plstnatých agregátech (typ B). Nárůstky dosahují až 2 cm mocnosti; krystaloví jedinci 1—7 mm.

Jazerná jaskyňa v Muráňském krasu navazuje na periodickou vyvěračku na pravém břehu potoka Furmance, 2,5 km západně od Tisovce. S. Kámen (1960) uvádí bílé vlasovité výrůstky aragonitu z Puklinové chodby a z Řečiště.

Stříbrná díra. Podle E. Burkharta (1953) se má nacházet aragonit blízko Jesenice u Náměště nad Oslavou, v jeskyni, která je vytvořena v krystalických vápencích. Výskyt není blíže popisován.

Lom v Borovině u Třebíče. Jehličkovité krystalky uspořádané v hvězdicovitých shlucích narůstají na puklinách vápence. Výskyt uvádí F. Slavík (1889).

Propast v Císařském lomu u Koněprus je vytvořena v koněpruských vápencích a dosahuje hloubky 39,5 m. Aragonit se vyskytuje ve spodní, vlhké části stěn propasti. Medově žluté až čiré krystaly (velikost 0,2—1,1 cm) narůstají na silných vrstvách chalcedonových sintrů a vytvářejí paprsčitě jehlicovité agregáty (typ D). Agregáty bývají potaženy tenkým filmem hydrátů železa.

 

 

Zhodnocení výskytů aragonitu v československých jeskyních

Dosavadní výzkumy aragonitu v našich jeskyních ukázaly, že se vyskytuje jak v jeskyních, které jsou zasaženy termominerálním procesem, tak i v jeskyních, které jsou výsledkem normálního krasovění.

V teplicovém krasu vznikal aragonit z teplých nebo výrony CO2 oteplovaných roztoků. Geneze byla vysvětlena zejména J. Kašparem, J. Kunským a E. Michalem. Určující je zde teplota, může se však uplatňovat i příměs Sr (Zbrašovské jeskyně 2,11 %). Tuto skupinu aragonitových jeskyní u nás reprezentují Zbrašovské jeskyně a Hranická propast.

V normálním krasu vznikal aragonit ze studených roztoků. Obsahuje většinou kolem 1 % Sr. Výjimečně některé vzorky byly chudší (méně než 0,1 %), a to jen ty, kde bylo získáno jen několik desetin gramu aragonitu. V průměru jsou příměsi Sr stálé. Vedle toho se porůznu uplatňuje podřadné množství (1—0,1 %) Ba, Si, Fe, Mg a vedlejší množství (0,1—0,01 %) Fe a Mg. Stálý obsah Sr dokazuje, že je určující pro vznik aragonitu v námi zkoumaných jeskyních. Je ovšem možné, že v jeskyních, které jsou v dolomitických vápencích nebo ve vápencích obsahujících jiné nezjištěné příměsi, vzniká také aragonit. Tato otázka vyžaduje další pečlivé studium všech jeskyni. Domníváme se, že aragonit není zdaleka tak vzácný, jak se až dosud uvádělo.

Závažnou otázkou je původ a vlastní oběh matečných roztoků, ze kterých aragonit vznikal. V jeskyních Na stydlých vodách, v Císařské rokli, ve Fialové, v Tetínské chodbě, v Sedmisálové, v Tomáškově propasti, v Nové Bozkovské a v Nové Chýnovské se aragonit vyskytuje nezávisle na tektonických poruchách a puklinách ve vápenci. Jeskyně jsou mimo aktivní tok a po stěnách nikdy nestéká voda. Aragonit se vyskytuje jen na mírně vlhkých stěnách. Např. v jeskyni Na stydlých vodách je hranice silně mokré a jen vlhké části prostoru velmi ostrá. Hranice je zároveň krajním omezením výskytu aragonitu. V relativně sušší části je mnoho typů až po vertikální mez. V mokré části není ani náznak krystalizace aragonitu. Pod aragonitovými výskyty jsou vápencové stěny do hloubky až 1 cm korozně rozleptány, takže pod mikroskopem se jeví jako pórovité, se spletí drobných průlinek a kapilár (klasické korozní tvary jsou v Nové Bozkovské jeskyni). Povrch stěn je velmi nerovný, selektivní korozí jsou vypreparována zrna kalcitu, kalcitové žilky, vrstvičky vápence, křemité a jiné polohy. Jde zde zřejmě o kolování roztoků kapilární vzlínavostí. Roztoky nahromaděné v pórovitých sedimentech těmito těsnými kanálky vzlínají a na vyčnívajících nerovnostech krystaluje aragonit. Kolísáním kapilární hladiny, která je závislá na obsahu vody v sedimentech, ročním období apod., dochází ke střídavému živení narůstajících aragonitů matečným roztokem. Ve shodě s tímto je aragonit nejlépe vyvinut při dně, směrem vzhůru jsou stále drobnější výskyty. Nejvýše položené trsy indikují maximální dosah kapilární hladiny. Ve vlastních sedimentech se aragonit z kolujících roztoků nevylučuje. K obsahu stroncia v roztocích v sedimentech podotýkáme, že nebylo prokázáno, protože jeho množství se řádově pohybuje v rozmezí přípustných chyb běžně používaných analytických metod. (Nasycený roztok by obsahoval 0,016 % CaCO3 a: 0,0018 % SrCO3. K analýzám je možno získat jen několik cm3 vzorku lisováním sedimentů, který ještě zdaleka není nasycený, takže obsahuje jen zlomek uvedeného množství SrCO3.)

V Ochtinské jeskyni je aragonit vázán výhradně na tektonické poruchy. Vytváří hnízda a souvislé pruhy. Přitom maximální výskyt je na stropech. Aragonit není vázán ani na korodované stěny, ani na pórovité sedimenty. Matečný roztok byl přiváděn přímo tenkými spárami ze skalního masívu a při výtoku do jeskyně krystaloval jeho nerostný obsah. Určujícím faktorem zde může být Sr (více než 1 %) nebo Mg (vznik aragonitu podle teorie o působení H2SO4 na CaCO3.MgCO3).

CaCO3 společně s příměsí SrCO3 se do roztoku dostává z okolních hornin. Zejména jsou to vápence, které obsahují přes 1 % Sr (viz tabulka). Matečné roztoky vytékají někdy přímo z puklin a spár do volného prostoru jeskyně. Při vhodných fyzikálních a chemických podmínkách (stupeň nasycení, výpar, vhodný poměr CaCO3 a příměsí, nedochází-li k mísení s jinými roztoky) krystaluje aragonit přímo na těchto puklinách (Ochtinská jeskyně). Pokud se matečný roztok soustřeďuje v jeskynních sedimentech, pak vzlíná po rozleptaných stěnách nebo korodovaných balvanech (jak bylo popsáno výše).

Ve všech jeskyních, které jsme studovali, je aragonit nejmladším členem výplně. Je vždy mladší než poslední akumulace nánosů. Vytváří se současně se zcela čerstvou, právě se tvořící krápníkovou výzdobou. V Nové Bozkovské jeskyni je dokonce mladší než poslední zaplavení jeskyně, které s ohledem na uložení nejmladších sedimentů proběhlo řádově před několika desítkami až sty let. Aragonit nebyl zjištěn ve starších výplních. Všechna tato fakta svědčí o tom, že se i v jeskyních, stejně tak jako při fosilizaci aragonitových schránek, rychle mění v kalcit. Je-li tato kosočtverečná, výše temperovaná modifikace udržována vyšší teplotou (pravděpodobně Zbrašovské jeskyně), setrvává beze změny po dobu působení tohoto faktoru.

 

 


Literatura:

 

 


Summary:

On the territory of Czechoslovakia there are on the whole 19 caves with aragonite decoration. Aragonite originated under different circumstances and therefore its outward form displays considerable differences. According to the arrangement of crystals eight different types may be distinguished:

Aragonite-which participates in the cave decoration-crystallizes of solutions entering the caves along tectonic dislocations. Aragonite aggregates are assembled on roofs to form larger clusters or strips along tectonic dislocations. Or it may occur on walls, not very high above the porous cave sediments. Aragonite aggregates overgrow protuberances jutting out from deeply corroded limestones honeycombed with numerous capillary interstices and channels. In this case, solutions ascend through capillaries from porous sediments and leave behind a thin film on all protuberances protruding from the cave walls. This process is especially efficient in humid conditions and if the limestone substratum is sufficiently corroded. In places where water constantly washes the walls, no aragonite decoration can be found.

In the Zbrašov Caves and the Hranice Chasm, near Hranice, Northern Moravia, aragonite has originated from solutions warmed up by thermomineral processes. In the following caves, however, aragonite originated from cold solutions: Na stydlých vodách (Cold Water Cave), Císařská rokle (Emperor's Gorge), Fialová (Violet Cave), Tetínská chodba (Tetín Gallery), Sedmisálová (Cave of Seven Halls), Tomáškova propast (Tomášek's Chasm) in Bohemian Karst between Srbsko and Beroun. New Bozkov Cave near Semily, Northern Bohemia, and New Chýnov Cave near Tábor, Southern Bohemia. Samples of these aragonites were chemically analyzed and it was found out they contain a constant amount of strontium (about 1 % Sr). From the results of the analyses it may be concluded that the origin of the aragonite is due to a possible substitution of calcium by strontium in the crystal lattice. Aragonite in the above mentioned caves occurs quite independantly of tectonic dislocations and originated from solutions ascending from the sediments through the corroded walls.

A typical example of the occurrence of aragonite on textonic dislocations is the Ochtiná Cave near Jelšava, Eastern Slovakia. Through chemical analyses it was ascertained here that the aragonite had crystallized from cold solutions and contained more than 1 % Sr.

Also aragonites in other caves – mentioned in the present paper (Výpustek and Byčí skála in the Moravian Karst, Demänová Cave and Lake Cave, Central Slovakia) – have crystallized from cold solutions. The genesis – especially if we regard the contents of Sr or other mixtures – has not been stated yet.

Aragonites in all the caves under investigation are comparatively young. They originated after the deposition of all other sediments and date from the time of the latest dripstone decoration. Their age can be determined only approximately. The absolute absence of older aragonites proves the fact that – quite similarly to the process of fossilization – they have changed into calcite.