Brno 2016
Organická hmota
sedimentárních hornin
v naftové geologii
a environmentálních
vědách
Eva Geršlová
ÚSTAV GEOLOGICKÝCH VĚD
2
MASARYKOVA UNIVERZITA
PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA
Ústav Geologických věd
Organická hmota sedimentárních hornin v naftové
geologii a environmentálních vědách
Habilitační práce
Eva Geršlová
Brno 2016
3
Bibliografický záznam
Habilitační práce
Autor: Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.
Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita
Ústav geologických věd
Název práce: Organická hmota sedimentárních hornin v naftové geologii
a environmentálních vědách
Počet stran: 201
Klíčová slova: odraznost vitrinitu; pyrolýza RockEval; kerogen; tepelná a subsidenční
historie; geochemické fosílie; polyaromatické uhlovodíky; variský
orogen; mikulovské slínovce;
Eva Geršlová, Masarykova univerzita, 2016
4
Bibliographic Entry
Author: Mgr. Eva Geršlová, Ph.D.
Faculty of Science, Masaryk University
Ústav geologických věd
Title: Sedimentary organic matter in oil geology and environmental sciences
Number of pages: 201
Keywords: vitrinite reflectance; pyrolyses RockEval; kerogen; thermal and
subsidence history; geochemical fossils; polyaromatic hydrocarbons;
variscan orogeny; mikulov marls;
Eva Geršlová, Masaryk University, 2016
5
Poděkování
Na tomto místě bych ráda poděkovala své rodině za trpělivost a podporu, a také svým
kolegům za pomoc a nekonečné odborné diskuse, bez kterých by práce nevznikla.
6
Obsah
1. Úvod................................................................................................................................................ 9
2. Organická hmota v naftové geologii .......................................................................................... 10
2.1 Klasifikace organické hmoty ................................................................................................... 11
2.2 Organická hmota jako indikátor tepelné zralosti sedimentárních pánví.................................. 13
2.3 Využití organické hmoty k určení typu sedimentárního prostředí........................................... 17
2.4 Využití organické hmoty k vyhledání uhlovodíkových akumulací ......................................... 18
3. Případové studie využití vlastností organické hmoty ............................................................... 19
3.1 Moravskoslezské paleozoikum................................................................................................ 19
3.1.1 Tepelná přeměna svrchně karbonských sedimentů východního okraje ČM................ 23
3.1.2 Tepelná přeměna sedimentů kulmu jv. okraje ČM......................................................... 26
3.2 Organicko-geochemická charakteristika mikulovských slínovců ........................................... 29
4. Organická hmota v environmentálních vědách........................................................................ 31
4.1 Změny v zastoupení organických kontaminantů v sedimentech Brněnské přehrady.............. 33
5. Literatura ..................................................................................................................................... 35
6. Přílohy........................................................................................................................................... 43
Příloha 1......................................................................................................................................... 45
Příloha 2......................................................................................................................................... 59
Příloha 3......................................................................................................................................... 73
Příloha 4......................................................................................................................................... 82
Příloha 5....................................................................................................................................... 103
Příloha 6....................................................................................................................................... 117
Příloha 7....................................................................................................................................... 135
Příloha 8....................................................................................................................................... 149
Příloha 9....................................................................................................................................... 159
Příloha 10..................................................................................................................................... 174
Příloha 11..................................................................................................................................... 190
7
Abstrakt
Předkládaná habilitační práce představuje metody studia organické hmoty sedimentárních
hornin. V první části je uvedena základní terminologii oboru geochemie a hlavní metodické
principy. Druhá část na příkladu tří regionálních studií dokumentuje využití metod při studiu
geologického vývoje Českého masivu.
První příkladová studie autorky shrnuje výsledky hodnocení tepelné přeměny svrchně
karbonských sedimentů východního okraje Českého masivu. Na základě analýzy hloubkové
závislosti odraznosti vitrinitu bylo prokázáno, že dosažený stupeň tepelné přeměny odráží
geologickou pozici během posledních fází variského orogenu a je dán mocností chybějících
paleozoických jednotek nikoliv odlišným geotermálním gradientem. V české části
hornoslezské pánve se předpokládá mocnost erodovaných jednotek v době maximálního
pohřbení v závěru variského orogenu – 3 000 m v předhlubni a 1 800 m na platformě.
Jako druhá příkladová studie je uveden výzkum paleoteplotních podmínek vývoje kulmských
sedimentů jihovýchodního okraje Českého masivu, kterému se autorka dlouhodobě
systematicky věnovala. Současná distribuce odraznosti vitrinitu dokládá pokles tepelné
přeměny kulmských sedimentů moravsko-slezské oblasti ve směru Z-V. Tepelná zralost
neklesá kontinuálně, ale v oblasti Drahanské vrchoviny vykazuje skokovitý pokles.
Prostorové sblížení oblastí s vysokým a nízkým stupněm teplotní přeměny je vysvětleno
kontaktem zóny s tektonicky řízeným pohřbením s oblastí s původní sedimentárním sledem.
Třetí studie hodnotí sedimentární prostředí mikulovských slínovců na základě výzkumu
geochemických fosilií a macerálového složení organické hmoty. Výsledky dokládají neměnné
složení přítomné organické hmoty s dominantním podílem řas a kladou předpokládaný
počátek ropného okna do hloubky 3 491 m.
Poslední kapitola je věnována novému vědnímu směru, který využívá znalosti klasických
geologických metod, pro hodnocení kontaminace životního prostředí na příkladu Brněnské
přehrady. Zde tento přístup prokázal dominantní transportní mechanismy radionuklidů,
persistentních organických polutantů typu DDT a HCB, polychlorovaných bifenylů
a polyaromatických uhlovodíků.
8
Abstract
The present habilitation thesis introduces methods used to study the sedimentary organic
matter. The first part provides the basic terminology for the organic geochemistry along with
the main methodological principles. The second part documents applicability of these
methods in three regional evolution studies from the Bohemian Massif.
The first case study of the author summarises the results of the thermal evaluation of Upper
Carboniferous sediments. The organic matter thermal maturity reflects the geological setting
during the end of the Westphalian and is related to different thickness of the Palaeozoic units
rather than to different thermal regime. The expected thickness of the molasses association
varies between 1,800 and 3,400 m towards the west and east.
The second case study presents the research of the burial and thermal history of Lower
Carboniferous siliciclastic rocks in the Rhenohercynian zone of the Variscan orogeny in
Moravia, which is what the author has been dedicated to in the long-term on a systematic
basis. The current distribution of vitrinite reflectance shows a decline of thermal conversion
of Culm sediments of the Moravian-Silesian Zone in the W to E direction. Thermal maturity
is not decreasing continuously; rather, it exhibits a stepwise/incremental decline in the region
of the Drahanská vrchovina upland. The spatial approximation of the areas featuring the high
and low thermal conversion degree can be explained through a contact of the zone with
tectonically controlled burial with an area of original sedimentary sequence.
The third study is assessing the sedimentary environment of Mikulov marls on the basis of the
microscopic study and geochemical fossils. The results show the homogenous composition of
the present organic matter with a dominant proportion of algae and determine the expected
onset of the crude oil window to occur at a depth of 3,491 metres.
The last section covers a new branch of science which makes use of knowledge of
conventional geological methods of studies when assessing environmental contamination;
here, the dam of Brněnská přehrada is discussed and the approach showed using this instance
that uranium-enriched minerals form the dominant source of radionuclides in sediments. DDT
and HCB were also demonstrated to be bound to the clay fraction with which the compounds
enter the River Svratka through runoff to continue into the reservoir, where they are
deposited. Conversely, polychlorinated biphenyls and polyaromatic hydrocarbons are not
bound to the grain class and enter the dam through either runoff from the immediate vicinity
or atmospheric deposition, where applicable.
9
1. Úvod
Předložená habilitační práce se zabývá organickou hmotou a jejím výzkumem v naftové
geologii a environmentálních vědách. Organická hmota představuje spojnici mezi minulostí
a současností. Biologický materiál může být inkorporován do sedimentárních hornin
a zachován po miliony let. Na zemský povrch se pak dostává jednak působením přirozených
geologických procesů, ale také lidskými aktivitami, např. těžbou, a opětovně tak vstupuje do
biologických systémů. Tento cyklus zahrnuje široké spektrum biochemických
a geochemických transformací, které jsou úzce spjaty s původem a vývojem života a rolí
uhlíku v něm. První část předložené práce představuje přístupy hodnocení a studia organické
hmoty v geologii. Zde jsou také uvedeny tři příkladové studie, které komplexně hodnotí
paleozoické a jurské sedimenty.
Druhá část je věnována využití geologických poznatků při studiu znečištění životního
prostředí. Na příkladu hodnocení kontaminace sedimentů Brněnské přehrady je prezentována
přínosnost znalostí o sedimentárním prostředí, jeho dynamice a dominujícím mechanismu
transportu.
10
2. Organická hmota v naftové geologii
Organická hmota je důležitou složkou řady hornin a patří také k podstatné složce půdy.
V širším slova smyslu reprezentuje organická hmota uhlík a jeho cyklus, který tvoří jeden ze
základních cyklů životního prostředí. Oxid uhličitý patří mezi hlavní formy výskytu uhlíku a
je fotosyntézou transformován do biologického materiálu, ten po odumření vstupuje do
sedimentárních hornin, kde může být v různé podobě zachován po miliony let. Působením
rostoucí teploty a v menší míře i litostatického tlaku na organickou hmotu, dochází
k strukturním a chemickým změnám při současném zachování některých biologických
sekvencí. Výzkum těchto specifických organických sloučenin (tzv. biologických markerů)
poskytuje informace o původním sedimentárním prostředí, jeho faciálním členění, dosaženém
stupni tepelné přeměny, a následně také umožnuje korelaci uhlovodíkových akumulací se
zdrojovými horninami (Killops & Killops 2005, Peters et al. 2005, Taylor et al. 1998, Tissot
& Welte 1984).
Organickou hmotou bohaté sedimenty nebyly během geologického vývoje ukládány
kontinuálně a se stejnou intenzitou. Jejich výskyt je vázán na specifické podmínky
sedimentárních prostředí, jako je dostatečně vysoká biologická produkce (vyšší rostliny,
fytoplankton), nízkoenergetické sedimentární prostředí a pomalá sedimentace anorganických
složek doprovázená nízkou rychlostí rozkladných procesů (Killops & Killops 2005, Pedersen
& Calvert 1990, Tissot & Welte 1984,). Podle Peters et al. (2005) je minimální obsah
organického uhlíku (TOC) v potenciálních zdrojových horninách dán hodnotou vyšší než
0,5 hm. %. Horniny s obsahem TOC pod 0,5 hm. % jsou označovány jako chudé, interval od
0,5–2 hm. % je vyhovující, 2 hm. % a více je velmi dobré. Hodnoty TOC vyšší než 5 hm. %
jsou přiřazovány roponosným břidlicím (oil shale).
V organické geochemii se termínem diageneze označují procesy probíhající po uložení
a během prvních stádií pohřbení za podmínek nízkých teplot a tlaků, na rozdíl od klasického
geologického pojetí, kde termín diageneze probíhá za vyšších teplot a tlaků. Během diageneze
roste hloubka pohřbení a sediment prochází stádiem kompakce, dominujícím mechanismem je
biologický rozklad, minimálně se projevují chemické změny a katalytické působení minerální
matrix. Dochází k postupnému snižování obsahu vody a nárůstu teploty. Rostoucí teplota
omezuje biologickou aktivitu a postupně dochází k rozpadu chemických vazeb. Tento proces
je dominující ve fázi katageneze. Hranice mezi diagenezí a katagenezí není ostrá a jasně daná.
Často je korelována s počátkem tvorby uhlovodíků a obvykle koresponduje s teplotou okolo
60 °C (Taylor et al. 1998, Tissot & Welte 1984).
11
2.1 Klasifikace organické hmoty
Pro určení zda daná hornina představuje potenciální zdroj uhlovodíků, ať plynných či
kapalných, je důležité stanovit typ výchozí organické hmoty tzn. složení vstupujícího
biologického materiálu. Na základě rozpustnosti (resp. nerozpustnosti při nízkých teplotách,
do 80 °C) v organických a alkalických rozpouštědlech, je organická hmota sedimentů dělena
na bitumen a kerogen.
Kerogen sedimentárních hornin je v rámci tzv. van Krevelenova diagramu (obr. 1)
klasifikován podle zastoupení hlavních prvků organické hmoty (vodík, uhlík a kyslík) na čtyři
základní typy I-IV.
Kerogen I – dominantní složkou jsou lipidy, obvykle vzniká v jezerním, popřípadě
mořském sedimentárním prostředí s nízkým obsahem kyslíku a vysokým obsahem řas (např.
r. Tasmanites). Kerogen je méně hojný, ale tvoří řadu významných světových zdrojů ropy
a roponosných břidlic, protože je nabohacen vodíkem a dosahuje atomárního poměru
H/C>1,5.
Kerogen II – atomární poměr H/C je nižší než 1,5. Je více hojný než kerogen I.
Původní organická hmota pochází ze směsi mořského fytoplanktonu a zooplanktonu s příměsí
bakteriálních zbytků. Běžně vzniká fyzikálním mísením kerogenu I a III.
Kerogen II/III – přechodový typ, který bývá vyčleňován, tehdy když poměr H/C je
vyšší než 1. Jedná se o směs terigenních a mořských uloženin v paralické sekvenci s vyšším
potenciálem pro tvorbu uhlovodíků ve srovnání s klasickým kerogenem III.
Kerogen III – je specifický vysokým poměrem O/C a nízkým poměrem (nižším než 1)
H/C. Původní organická hmota pochází z terestrických rostlin. Má omezenou schopnost tvořit
kapalné uhlovodíky, je výchozím materiálem pro uhlí, popřípadě plyn.
Kerogen IV – je velmi ochuzen o vodík, protože pochází z oxidované a přepracované
organické hmoty. Nemá téměř žádný uhlovodíkový potenciál, jedná se o tzv. mrtvý kerogen
s nulovou perspektivou pro tvorbu uhlovodíků.
12
Obr. 1 Klasifikace kerogenu v pojetí van Krevelenova diagramu, O = kyslík, C = uhlík,
H = vodík (Tissot & Welte 1984).
Během tepelné přeměny organické hmoty dochází ke změnám jejich chemických
a fyzikálních vlastností. Tento proces lze charakterizovat jako nabohacování uhlíkem
a ochuzování vodíkem. Po pohřbení do větších hloubek a teplot nedochází ke kompletní
přeměně kerogenu na ropu a plyn. Obvykle jsou uváděny hodnoty kolem 50 % přeměn
z celkové hmoty materiálu pro kerogen I-III (Littke & Leythaeuser 1993, Rullkötter et al.
1988).
13
2.2 Organická hmota jako indikátor tepelné zralosti sedimentárních
pánví
Pro hodnocení hornin a jejich schopností vytvářet uhlovodíky je klíčová znalost nejen
obsahu a původu organické hmoty, ale také stupeň jejich současné tepelné zralosti a průběh
teplotní historie. Označení „zralost organické hmoty“ je v tomto pojetí chápáno jako
dosažené stádium tepelné přeměny původní organické hmoty sedimentu. Je dáno společným
působením teploty a času expozice (Carr 1999, Huang 1996, Burnham & Sweeney 1989).
V převážné většině sedimentárních pánví je současná teplota nižší, než byla v geologické
minulosti.
Nejlepší způsob rekonstrukce teplotní historie v kontextu pánevního vývoje je
numerické počítačové modelování, které umožnuje přímou vizualizaci geologického vývoje a
zároveň nabízí možnost srovnat měřené hodnoty s modelovými (Allen & Allen 2005, Littke et
al. 2008, Příloha 1, Příloha 2). Míra spolehlivosti výsledného modelu je dána kvalitou
vstupních dat a kalibračních parametrů. Informaci o maximální dosažené teplotě je možno
získat pomocí metod, které hodnotí změny v organické hmotě, jílových minerálech (Příloha 3,
Velde 1995), fluidních inkluzích (Samson et al. 2003), a dobu rozpadu radioaktivních
minerálů – metoda fission track (Wagner & Haute 1992).
Obr. 2 Modifikovaný van Krevelenův diagram (Killops & Killops 2005).
14
Hodnocení organické hmoty z pohledu identifikace původního biologického materiálu je
klíčové pro predikci tvorby ropy a plynu. Jako základní hodnotící parametr se používá obsah
organické hmoty (TOC) v kombinaci s pyrolýzou RockEval (Behar et al. 2001, Tissot &
Welte 1984). Při analýze se přítomná organická hmota rozkládá v inertní atmosféře za
současného plynulého zvyšování teploty. Výsledkem stanovení je teplota maxima pyrolytické
odezvy (Tmax) a obsah volných (S1) a vázaných (S2) uhlovodíků. Odvozeným parametrem je
vodíkový index (HI) vypočítaný podle vztahu HI=100*S2/TOC, který vypovídá o relativním
obsahu vodíku v kerogenu a umožnujem tak základní klasifikaci kerogenu a stanovení
uhlovodíkového potenciálu horniny. Vzájemný poměr HI : OI (obr. 2) bývá používán jako
alternativa van Krevelenova diagramu. Srovnání indexů pyrolýzy RocEval s dalšími
teplotními parametry bylo publikováno souhrnně v Peters et al. (2005) a Taylor et al. (1998).
Obr. 3 Charakteristické macerálové složení organické hmoty uložené v oceánských pánvích
a podél pasívních kontinentálních okrajů (a), v centrálním oceánu, guyotách,
podmořském kuželu a hlubokomořských příkopů (b) podle Littke & Sachsenhofer
(1994).
15
Klasifikace organických částic sedimentárních hornin vychází z názvosloví uhelné
petrografie, kde jsou mikroskopické složky uhlí označovány termínem macerál. Rozlišujeme
tři základní skupiny macerálů: sk. Liptinitu, Vitrinitu a Inertinitu (Taylor et al. 1998). Jejich
vzájemné zastoupení je využíváno při rekonstrukci podmínek sedimentárního prostředí (obr.
3). Vitrinit pochází z vyšších rostlin které jsou hlavní složkou uhlí, ale vyskytuje se také hojně
v sedimentárních horninách. Chemické vlastnosti, barva, tvrdost, fluorescence a množství
odraženého světla jsou funkcí teploty a času. Množství odraženého světla je vyjadřováno jako
odraznost (% R) a tento parametr je nejčastěji využívaný paleoteplotní indikátor (obr. 4).
Obr. 4 Generalizovaný vztah mezi odrazností vitrinitu (% Rr), maximální hloubkou pohřbení
a paloegeotermickým gradientem (Suggate 1998).
V odborné literatuře se můžeme setkat s vyjádřením „střední“ odraznost (“random” Rr)
měřená v nepolarizovaném světle, „maximální“ (Rmax) a „minimální“ (Rmin) odraznost měřená
v polarizovaném světle. Používání těchto parametrů souvisí se změnami organické hmoty
v průběhu tepelné přeměny, kdy přibližně při hodnotách vyšších než 1,6 % Rr dochází ke
vzniku optické anizotropie (obr. 5). Změny organické hmoty s rostoucí teplotou jsou nevratné
a v nezralém stádiu nabývají hodnot v intervalu 0,2–0,5 % Rr což odpovídá rašelině, lignitu a
hnědému uhlí. Ve stádiu ropného okna střední světelná odraznost nabývá hodnot 0,5–1,3 %
Rr, a ve stádiu plynového okna 1,3–2 % Rr. Hodnoty střední odraznosti nad 2 % Rr odpovídají
suchému plynovému oknu až antracitu (Taylor et al. 1998). V současné době je výpočet
16
teploty z odraznosti vitrinitu založen na algoritmu publikovaném Sweeney & Burnham
(1990).
Obr. 5 Nárůst anisotropie (dvojodrazu) vitrinitu, vyjádřeného jako maximální
(Rmax) a minimální (Rmin) odraznost ve vrtu Munsterland 1
(Teichmuller & Teichmuller 1979).
Dalšími alternativními mikroskopickými parametry tepelné zralosti jsou barva
konodontů, spor, odraznost pevného bitumenu případně graptolitů. Metody jsou využívány
pro stanovení tepelné zralosti hornin starších než devonských, hornin s dominujícím mořským
planktonem, případně řasovým kerogenem (Goodarzi et al. 1992).
17
2.3 Využití organické hmoty k určení typu sedimentárního prostředí
Geochemické fosílie (biomarkery) jsou sloučeniny, které pochází z biochemických,
zejména lipidních, složek dříve žijích organismů. Vyskytují se v sedimentech, horninách, ropě
a vykazují žádné nebo malé změny ve své struktuře ve srovnání s původní biologickou
molekulou. Určující pro výslednou skladbu přítomných biomarkerů je povaha vstupující
organické hmoty a depoziční prostředí. Z těchto důvodů je na základě znalostí biomarkerů
možno zpětně interpretovat podmínky během sedimentace a vlastnosti jednotky jako je např.
litologie, charakter organické hmoty, množství kyslíku, stáří jednotky (obr. 6). Z pohledu
chemického uspořádání rozdělujeme biomarkery na alkany a acyklické isoprenoidy, sterany a
diasterany, terpany, aromatické steroidy, hopanoidy a porfyriny. Za určitých okolností mohou
velké populace organismů produkovat typické diagnostické biomarkery, které umožnují
korelace zdrojových hornin a ropy (Killops & Killops 2005, Peters et al. 2005, Horsfield
1997).
Obr. 6 Nejčastějí využívané geochemické fosílie pro stanovení věku hornin a rop.
18
2.4 Využití organické hmoty k vyhledání uhlovodíkových akumulací
Jako podpůrný nástroj vyhledávání uhlovodíkových akumulací jsou využívány metody
povrchové geochemické prospekce (Příloha 4, Abrams et al. 2004, Abrams et al. 2001).
Princip geochemické prospekce vychází z konceptu, který předpokládá výstup ropy nebo
plynu k povrchu a vznik tzv. „petroleum seep“ (Conan et al. 1996, Kross & Leytheuser 1996,
Leythaeuser et al. 1983). Petroleum seeps se hojně vyskytují podél zlomových linií,
násunových ploch a často doprovázejí bahení vulkány a solné pně. Analytické metody
zahrnují odběr vzorků v přípovrchové zóně v systematickém odběrovém schématu. Následné
laboratorní analýzy vychází z předpokladu, že přítomnost vyšších uhlovodíků vyvolává
změny v zastoupení dalších složek půdy. Podle analytické metody a analytu rozlišujeme
následující stanovení:
1) volných uhlovodíků v pórech půdy nebo ve vodě metodou headspace
2) uhlovodíků sorbovaných na půdní částice pomocí sorbčních materiálů
3) fluorescence vzorku metodou total scaning fluorescence (TSF)
4) přítomných bakteriálních společenství
5) stopových a radioaktivní prvků
6) karbonátů vytvořených bakteriální oxidací methanu
Geochemická data poskytují dva druhy informací: absolutní obsah (intenzitu)
a vzájemné zastoupení analyzovaných složek. Intenzita signálu je kontrolována permeabilitou
(propustností) migrační cesty, nasycením pórů, ložiskovým a atmosférickým tlakem. Síla
signálu tedy nemusí být v přímé korelaci s velikostí ložiska a následným ekonomickým
úspěchem v hodnocené oblasti. Vzájemné zastoupení složek je výrazně ovlivněno přítomností
recentní organické hmoty a odlišení těchto je klíčové pro zhodnocení pravděpodobnosti
výskytu zdroje uhlovodíků. Interpretace dat povrchové prospekce ale není možná bez
návaznosti na geofyzikální měření, geologický vývoj a tektonickou situaci oblasti.
Nejčastějším problémem je neporozumění procesům které způsobují měřené uhlovodíkové
anomálie a snaha lokalizovat přesné místo výskytu ložiska pouze na základě těchto metod
(Tedesco 2012, Price 1996, Schumacher 1996).
19
3. Případové studie využití vlastností organické hmoty
3.1 Moravskoslezské paleozoikum
Geologická stavba evropských variscid je výsledkem složitého tektonickosedimentárního
vývoje během paleozoika (Kalvoda et al. 2008, McCann et al. 2008). Pro
centrální Evropu bylo Kossmatem navrženo již v roce 1927 rozdělení na čtyři geotektonické
zóny - moldanubikum, saxothuringikum, rhenohercynikum a subvariscikum. Toto rozdělení
vychází z průběhu metamorfní zonality, magmatických pásů a sedimentárních facií. Navržené
členění je dodržováno s malými obměnami dodnes (Littke et al. 2012, Dallmeyer et al. 1992).
Moravskoslezské paleozoikum je interpretováno jako akreční klín variského orogenu
(Babek et al. 2006, Příloha 1, Grygar & Vavro 1995, Kumpera & Martinec 1995)
a popisováno jako imbrikační sled k sz. upadajících tektonických šupin. Komplikovaná
geologická stavba oblasti je dána šikmou kolizí mezi lugodanubickou skupinou teránů na
jedné straně a subdukujicím brunovistulickým teránem na straně druhé (Kalvoda et al. 2008,
Fritz & Neubauer 1995). Ohnutí orogenu na současný směr SV-JZ z orientace Z-V je široce
diskutováno v odborné literatuře (Kalvoda et al. 2008, Edel et al. 2003, Tait et al. 1996,
Finger & Steyer 1995). Hlavní etapa vrásnění a sešupinatění se předpokládá ve svrchním
karbonu na hranici vestfál/stefan. Během posledních fází kolize došlo k přechodu
z kompresního do transpresního tektonického stylu, v důsledku kterého vznikl mocný
imbrikační sled na západě brunovistulického teránu (Schulmann et al. 2000, Stípská &
Schulmann 1995). Ve stejném období se předpokládá i dosažení maximálních mocností
v oblastech variské předhlubně (Příloha 2).
Podloží moravsko-slezského paleozoika je tvořeno katazonálně metamorfovanými
horninami brunovistulika (Belka et al. 2002, Dudek 1980). Východní okraj brunovistulika je
překryt mezozoickými a terciérními sedimenty Vnějších Západních Karpat (Pícha et al. 2006),
na severu dosahuje brunovistulikum ke zlomové zóně Hamburg – Krakov, západní hranice je
tvořena lugodanubikem (Chlupáč & Vrána 1994) a na jihu se přimyká ke krystalickým
horninám Alp (Finger et al. 1993, Neubauer & Frisch 1993).
20
Nejstarší sedimenty oblasti jsou spodně kambrického (vrty Měnín 1, Němčičky 3 a 6;
Jachowicz & Přichystal 1997) a silurského stáří (Stínava; Kettner & Remeš 1935).
Sedimentace většího rozsahu je reprezentována devonskými bazálními klastiky stáří spodní až
střední devon (Nehyba et al. 2001). Následná devonská sedimentace probíhala ve třech
základních vývojích a to – Moravského krasu, drahanském a přechodném (Zukalová &
Chlupáč 1982, Zukalová 1976). Mělkovodní sedimenty vývoje Moravského krasu jsou
reprezentovány macošským souvrstvím, stáří eifel-frasn, které je děleno na tři stratigrafické
členy: josefovské, lažánecké a vilémovické vápence.
Vývoj přechodný (ludmírovský) vystupuje v úzkém pruhu při východním okraji
brněnského masivu (němčicko-vratíkovský pruh) a v konicko-mladečském pruhu a začíná
sledem bazálních klastik které přechází do stínavsko-chabičovského souvrství a následně do
ponikevského souvrství.
Vývoj pánevní (drahanský) začíná sedimentací bazálního klastického souvrství,
pokračuje sedimentací převážně prachovitého stínavsko-chabičovského souvrství s polohami
bazických vulkanitů. Nadložní jesenecké vápence (eifel-tournai) obsahují také polohy
vulkanitů a ve svrchní části se laterálně zastupují s ponikevským souvrstvím (famen – tournai)
tvořeným převážně břidlicemi s radiolarity (Přichystal 1993, Chlupáč 1959).
V oblasti Drahanské vrchoviny jsou ve svrchním visé vyčleňovány siliciklastické
sedimenty kulmu, ke kterým náleží protivanovské souvrství, jenž se na východě tektonicky
stýká s rozstáňským souvrstvím tvořeným na severu převážně břidlicemi a na jihu břidlicemi
a drobami. Nejmladší jednotkou kulmu je myslejovické souvrství, tvořené břidlicemi,
drobami a na jihu račickými a lulečskými slepenci.
V oblasti Nízkého Jeseníku jsou vyčleňovány andělskohorské souvrství, s pravidelným
střídáním drob a prachovců s polohami slepenců, které přechází do hornobenešovského
souvrství, které je považováno za ekvivalent protivanovského souvrství. Následující
moravické souvrství reprezentuje turbidity a bývá korelováno s myslejovickým souvrstvím.
Sedimentace je zakončena hradecko-kyjovickým souvrstvím, ve kterém převažují droby,
jenž přechází do prachovito-jílovitých rytmitů (Dvořák 1994).
21
Kulmská sedimentace plynule přechází do paralické uhlonosné molasy, která
představuje sedimentární výplň hornoslezské pánve (HP). HP představuje jednu
z nejvýznamnějších pánví evropských variscid. Doposud známý rozsah byl zdokumentován
na více než 7 000 km2
, z čehož cca 1 550 km2
leží na území ČR (Dopita et al. 1997). Původní
rozsah pánve byl podstatně větší (obr. 7), zejména s ohledem na předpokládanou vazbu na
svrchnokarbonské sedimenty jižní Moravy (Opletal & FiIák 2013). Nedořešenou otázkou je
také pokračování výplně HP jižním a jihovýchodním směrem pod vněkarpatské příkrovy.
Rozšíření svrchnokarbonských uhlonosných sedimentů je zde známo pouze na základě
výsledků několika hlubokých vrtů (Jablůnka1, Tyra, Jablunkov1). Západní vymezení
uhlonosné výplně je erozní a probíhá v linii Poruba – Nový Jičín – Valašské Meziříčí (Ptáček
et al. 2012).
Obr. 7 Rozšíření svrchnokarbonských sedimentů podél jv. okraje Českého masivu (Opletal &
Filák 2013).
22
Sedimentární výplň HP je tradičně dělena na paralické ostravské a limnické karvinské
souvrství. V ostravském souvrství jsou vymezeny petřkovické, hrušovské, jaklovecké
a porubské vrstvy. Karvinské souvrství je členěno na sedlové, sušské a doubravské vrstvy.
Pro ostravské souvrství jsou význačné opakující se eustatické mořské transgrese
a regrese (Skoček 1989). V maximech transgresí zpravidla vznikaly významné korelační
faunistické horizonty. K nejvýznamějším transgresím došlo na území HP v období končící
sedimentace hrušovských vrstev (sk.f.h. Enny) a ve svrchní části jakloveckých vrstev (sk.f.h.
Barbory). Ostravské souvrství je litologicky velmi různorodé a obsahuje faciálně pestrý sled
pískovců, prachovců, jílovců, vulkanoklastik a uhelných slojí. Nejčastější jsou jemnozrnné až
střednozrnné pískovce (40–60 % mocnosti). Ostravské souvrství obsahuje více než
170 uhelných slojí s průměrnou mocností 0,73 m (Dopita & Kumpera 1993).
Po sedimentaci paralického ostravského souvrství následuje krátký hiát a následné
ukládání čistě kontinentálního karvinského souvrství, které začíná ukládáním hrubozrnných
sedlových vrstev a pokračuje sušskými a doubravskými vrstvami. Nejmladším doloženým
členem karvinského souvrství na území ČR jsou vyšší doubravské vrstvy. Spodní část
karvinského souvrství je tvořena převážně hrubozrnnými sedimenty zastoupenými slepenci
a pískovci, ve svrchní části převažují prachovité sedimenty. Podobně jako v ostravském
souvrství se zde vyskytují polohy vulkanogenních horizontů (Martinec et al. 1989). Dopita et al.
(1985) uvádí v karvinském souvrstí 87 uhelných slojí o průměrné mocnosti 1,76 m.
Uhlonosnost karvinského souvrství je čtyřikrát větší než ostravského souvrství (Dopita et al.
1997).
23
3.1.1 Tepelná přeměna svrchně karbonských sedimentů východního okraje ČM
Stupeň prouhelnění v oblasti HP byl studován již na počátku minulého století (Stahl
1933, Patteisky 1928). Tyto pionýrské práce přinesly základní představu o rozložení tepelné
přeměny v pánvi. První ucelené zhodnocení stupně prouhelnění uhlí v ostravsko-karvinské
oblasti zachycující horizontální a vertikální změny (Dopita & Zeman 1960, Petránek &
Dopita 1955), prokázalo postupný pokles stupně přeměny od Z k V, s výjimkou oblasti kolem
orlovské struktury. Pro potřeby praxe byl další výzkum více soustředěn na macerálové složení
uhlí a jeho chování v technologických procesech (Holubář 1975, Malán et al. 1966). Weiss
(1976, 1975) sledoval závislost stupně prouhelnění vyjádřený obsahem prchavé hořlaviny
(Vdaf
) na hloubce v profilech několika set vrtů a konstatoval pozoruhodnou podobnost
jednotlivých gradientů v různých částech české části HP. Pozorované odchylky od
všeobecného trendu dával do souvislosti s tektonickými jevy (sklon vrstev, poklesy,
přesmyky), oxidací uhlí (pestré vrstvy), kontaktní přeměnou na styku s magmatickými tělesy
a odlišným prostředím vzniku uhelné hmoty (skok na hranici ostravského a karvinského
souvrství). Upozornil na skutečnost, že rozptyl hodnot dosud nejčastěji používaného
parametru Vdaf
limituje možnost postižení drobných rozdílů mezi jednotlivými vrty. Odlišné
sedimentární prostředí karvinského souvrství se projevuje jednak vyšším obsahem inertinitu
a liptinitu (Chudý 1992, Dopita 1988), ale také zvýšenými hodnotami kyslíkového indexu
a nižším vodíkovým indexem (Příloha 2).
Během posledních třiceti let bylo vytvořeno několik map prouhelnění české části
hornoslezské pánve, které se navzájem liší svým pojetím (Pešek et al. 1998, Adamusová et al.
1992, Chudý 1992, Jurina & Weiss 1982, Dopita & Zeman 1960). Z publikovaných výsledků
vyplývá nárůst tepelné přeměny ve směru V-Z.
Mapa tepelné přeměny Peška et al. (1998) je ve srovnání s mapou vytvořenou
Adamusovou et al. (1992) méně členitá a uvádí vyšší hodnoty maximální odraznosti Rmax na
povrch ostravského souvrství. Zdánlivý rozpor je vyvolán odlišným způsobem prezentace dat,
kdy Pešek et al. (1998) používá průměrnou hodnotu Rmax pro celé souvrství zatímco
Adamusová vykresluje interpolované hodnoty na povrch. Zhodnocení tepelné zralosti na
základě odraznosti vitrinitu a teploty maximální pyrolytické odezvy (Příloha 2) dokládá nárůst
teplotní zralosti od východu (variská platforma) k západu (variská předhluběň). Na základě
analýzy hloubkové závislosti bylo prokázáno, že stupeň tepelné přeměny odráží geologickou
pozici během posledních fází variského orogenu a je dán mocností chybějících paleozoických
24
jednotek, nikoliv odlišným geotermálním gradientem. V české části HP se předpokládá
mocnost erodovaných jednotek v době maximálního pohřbení v závěru variského orogenu –
3 000 m v předhlubni a 1 800 m na platformě (Příloha 2). Tyto výsledky velmi dobře korelují
se závěry studia, publikovanými z polské části HP (Narkiewicz 2007).
Z oblasti jihovýchodních svahů Českého masivu byla publikována data odraznosti
vitrinitu a prchavé hořlaviny svrchního karbonu zachyceného ve vrtech Němčičky 1, 2, 5 a 6
(Dvořák et al. 1997). Střední světelná odraznost nabývá v uvedených vrtech hodnot 0,57–0,90
% Rr a koreluje s obsahem prchavé hořlaviny Vdaf
(37,1–41,5). Oba parametry dokumentují
nízké prouhelnění organické hmoty.
Sřední světelná odraznost vitrinitu v uhelných polohách svrchního karbonu v novějších
vrtech Archlebov 1, Šitbořice 1 a Borkovany 101 (obr. 8) dosahuje hodnot 0,64–0,90 % Rr,
což odpovídá nízkému stupni prouhelnění černého uhlí tzv. plynovému uhlí.
Obr. 8 Změna odraznosti vitrinitu (% Rr) svrchně karbonských sedimentů hornoslezské pánve
a jihovýchodních svahů Českého masivu.
Pokud vzájemně srovnáme hodnoty střední světelné odraznosti spodnonamurských
sedimentů HP (0,75–2,34 % Rr) s daty z jižního okraje klasické části HP (vrt Jablůnka 1, 0,78–
25
2,04 % Rr) a z vrtů na jižní Moravě (do 0,85 % Rr), zjistíme, že méně přeměněné horniny jsou
uloženy ve větších hloubkách (obr. 8). Měřená odraznost vitrinitu dokládá stav v době
nejvyššího pohřbení tj. v paleozoiku. V oblasti jižní Moravy tedy musely být horniny
svrchního karbonu při stejném teplotním gradientu uloženy v mnohem nižších hloubkách ve
srovnání s HP (Příloha 2).
26
3.1.2 Tepelná přeměna sedimentů kulmu jv. okraje ČM
Výzkumem tepelné přeměny organické hmoty v sedimentech variského flyše (kulmu)
na jihovýchodním okraji Českého masivu, v oblasti Drahanské vrchoviny a Nízkého Jeseníku
se zabývali Franců (2000), Příloha 1, Příloha 3, Příloha 5, Příloha 6, Příloh7, Dvořák et al.
(1997), Krejčí et al. (1994), Dvořák (1989), Müller (1987), Dvořák & Wolf (1979), Skoček
(1976), Dvořák & Skoček (1975).
Skutečnost, že z původního rozsáhlého sedimentačního prostoru moravskoslezského
kulmu zůstaly zachovány jen izolované relikty (Bábek et al. 2008, Kalvoda et al. 2008)
komplikuje rekonstrukci původního teplotního gradientu v období maximálního pohřbení.
V první ucelené interpretaci tepelné zralosti (Dvořák & Wolf 1979) jsou společně hodnocena
data odraznosti vitrinitu a krystalinity illitu z devonských vápenců, sedimentů kulmu
a svrchního karbonu. Toto zjednodušení nezohledňuje výrazné tektonické sblížení
devonských a karbonských sedimentů a roli násunové tektoniky.
Obr. 9 Změna odraznosti vitrinitu (% Rr) spodně karbonských sedimentů hornoslezské pánve
a jihovýchodních svahů Českého masivu.
27
V kulmských sedimentech zachycených ve vrtech Dambořice 1, Těšany 1, Němčičky 1
a Uhřice 10 pod příkrovy vnějších Západních Karpat, dosahují hodnoty střední odraznosti
vitrinitu 0,65–1,65 % Rr (Müller 1987). Srovnatelné hodnoty střední odraznosti vitrinitu byly
také zjištěny v myslejovickém souvrství zachyceném mělkými vrty v oblasti Mokrá-Horákov
(1,23–2,05 % Rr) a Skalka BJ (1,77–2,09 % Rr). V stejném intervalu hodnot střední světelné
odraznosti (1,37–2,10 % Rr) se pohybují vzorky z povrchových výchozů myslejovického
souvrství – lokality Olšany, Vyškov a Luleč (Příloha 1). Tepelná zralost kulmských
sedimentů (hradecko-kyjovické s.) zastižených ve vrtech v HP dosahuje hodnot střední
odraznosti vitrinitu 0,91–2,55 %Rr (obr. 9).
Vrt Potštát 1 zachytil 2 866 m mocný sled sedimentů moravického souvrství v oblasti
s variskou příkrovou stavbou (Čížek & Tomek 1991). Tepelná přeměna je vysoká, a proto
byla stanovena maximální (Rmax) a minimální (Rmin) odraznost (Müller 1987). Tyto hodnoty
byly přepočítány na střední odraznost (Rr) podle vztahu Rr = (2*Rmax + Rmin)/3 (Taylor et al.
1998). Tento přepočet umožnil vzájemně srovnávat oblasti s nízkou a vysokou tepelnou
přeměnou. Střední světelná odraznost vitrinitu ve vrtu Potštát 1 nabývá hodnot od 4,49–
6,18 % Rr. Změna Rr s hloubkou ve vrtu Potštát 1, dokládá tektonické opakování
sedimentárních sledů a prokazuje, že k dosažení tepelné zralosti došlo před dosunutím
kulmských jednotek (obr. 10).
Tomuto scénáři také odpovídá tepelná přeměna organické hmoty měřená na
povrchových vzorcích z blízkého okolí (4,56–5,66 % Rr, Franců & Otava 1998) a v přilehlých
vrtech oderských vrchů (3,32–5,22 % Rr). Stejný stupeň tepelné přeměny je doložen ve
vzorcích z protivanovského a rozstáňského souvrství severní části Drahanské vrchoviny
(lokality Horní Štěpánov, Kořenec, Okrouhlá, Dzbel, Buková, Nová Ves u Litovle, Okluky,
Stínava, Repešský žleb, Stražisko, Vícov, Sloup, Studnice), kde střední světelná odraznost
dosahuje hodnot 3,08–4,96 %Rr (Příloha 7, Příloha 3).
Prezentovaná data dokládají pokles tepelné přeměny kulmských sedimentů moravskoslezské
oblasti ve směru Z-V. Tepelná zralost neklesá kontinuálně, ale v oblasti Drahanské
vrchoviny vykazuje skokovitý pokles z hodnot střední odraznosti 3,17–5,23 % Rr na hodnoty
0,62–2,10 % Rr (Příloha 1). Prostorové sblížení oblastí s vysokým a nízkým stupněm teplotní
přeměny je možné vysvětlit kontaktem zóny s tektonicky řízeným pohřbením a oblasti
s původním sedimentárním sledem (Příloha 1, Kalvoda et al. 2008).
28
Obr. 10 Změna odraznosti vitrinitu (% Rr) svrchně karbonských sedimentů hornoslezské
pánve, Oderských vrchů, Drahanské vrchoviny a jihovýchodních svahů Českého
masivu.
29
3.2 Organicko-geochemická charakteristika mikulovských slínovců
Mikulovské slínovce patří ke sledu autochtonních mezozoických sedimentů v oblasti
jižní Moravy a přilehlé části Rakouska (Pícha et al. 2006). Jsou považovány za hlavní
zdrojovou horninu ropy a plynu ve vídenské pánvi a přilehlé oblasti (Pícha et al. 2006,
Blížkovský et al. 1994, Eliáš & Wessely 1990, Ladwein 1988). Mocnost mikulovských
slínovců roste od západu (200–400 m), kde mikulovské slínovce přechází do jurského
platformního vývoje směrem na východ s vrtně doloženými mocnostmi až 1 500 m. Tmavé
slínovce představují pánevní facii (Adámek 2005) svrchně jurského stáří a byly ukládány na
kontinentálním svahu jako monotónní sekvence organickou hmotou bohatých slínovců
s proměnlivým obsahem karbonátů (Eliáš & Wessely 1990). Občasná laminace je projevem
odlišné zrnitostní skladby úzce spjaté s proměnlivým obsahem křemene, mikritu a jílové
frakce (Stráník et al. 1993, Eliáš 1974).
Přítomná organická hmota je homogenní a tvoří ji převážně planktonické a bentické
řasy s minoritním podílem terestrického materiálu (nepřesahujícím 11 hm. %). Podle výsledků
macerálové analýzy představuje organická hmota klasický kerogen II (obr. 11).
Obr. 11 Petrografické složení organického hmoty mikulovských slínovců v diagramu podle
Littke & Sachsenhofer (1994).
30
Obr. 12 Změna v zastoupení hopanů (parametry Ts/(Ts+Tm) a S/(S+R)H31) a střední
světelné odraznosti vitrinitu (% Rr) s hloubkou v mikulovských slínovcích.
Dominantní podíl řas limituje využití parametrů pyrolýzy RockEval a vybraných
biomarkerů, které jsou založeny na přítomnosti terestrické organické hmoty. Neměnné složení
přítomné organické hmoty v hodnoceném sedimentárním sledu umožnilo využití hopanů
(parametry Ts/(Ts+Tm) a S/(S+R)H31). Na základě těchto indexů byl stanoven
předpokládaný počátek ropného okna na hloubku 3 491 m (obr. 12). Odraznost vitrinitu pro
mikulovské slínovce zde dosahuje vyšších hodnot (0,7 % Rr) něž odpovídá ropnému oknu,
což je způsobeno přítomností malého množství měřitelné organické hmoty a její částečnou
oxidací. Velký rozptyl hodnot maximální pyrolytické odezvy (Tmax) v intervalu 0 – 3 500 m
souvisí s přítomností nepřeměněné organické hmoty (Příloha 8) a jílových minerálů skupiny
smektitu a illitu (Dembecki 1992, Peters 1986, Davis et al. 1982).
31
4. Organická hmota v environmentálních vědách
Vzájemné propojení geologických aspektů dynamiky transportu a ukládání sedimentů
s detailní geochemií jak původní organické hmoty, tak vybraných organických kontaminantů,
umožňuje vyhodnotit a posoudit ekologickou zátěž prostředí a vymezit stupeň významnosti
jednotlivých složek systému. Uvedený přístup využívá molekulární a isomerickou distribuci
ekologicky indikativních látek ve vztahu ke geologickým a geomorfologickým
charakteristikám hodnocené oblasti. Tento přístup je důležitý nejen v oblastech se starou
zátěží a probíhající těžbou nerostů, ale také v říčním systému, do kterého uvedené látky
mohou vstupovat jednak přímým splachem, ale také v důsledku atmosférické depozice
(Murphy & Morrison 2002, Speight 1991).
Z organickou hmotou bohatých sedimentárních látek jsou nejčastějším zdrojem
kontaminace uváděny uhlí a ropa. Získávání obou surovin ovlivňuje životní prostředí
způsobem technického řešení těžby, transportem a návazným způsobem zpracování. Uhlí
a ropa mají dané primární geochemické rysy, které odráží sedimentační prostředí a podmínky
během diageneze (Peters et al. 2005, Murphy & Morrison 2002, Taylor et al. 1998, Tissot &
Welte 1984). Jednotlivé typy uhlí a ropy se liší z pohledu chemického složení, tepelné zralosti
a množství a složení anorganických příměsí (Stout & Emsbo-Mattingly 2008). Obě suroviny
jsou přirozeným zdrojem polyaromatických uhlovodíků (PAU) a vykazují specifickou
distribuci tzv. „fingerprint“ – pyrogenní a petrogenní (Pies et al. 2008, Douglas et al. 2007,
Yunker et al. 2002, Wang et al. 1999, Douglas et al. 1996). Obě skupiny PAU byly velmi
intenzivně studovány z pohledu jejich primární distribuce, mechanismu transportu, degradace
a uchování v různých složkách životního prostředí (Kim et al. 2009, Gogou et al. 2000). Podle
posledních výzkumů je možné prokázat souvislost mezi potenciálním zdrojem a výskytem
kontaminace pomocí distribuce PAU pouze na základě příkladové studie oblasti, kdy jsou
jasně definovány vstupy a potenciální zátěže. Problematice rozlišení primárního zdroje PAU
kontaminace v říčním systému se dlouhodobě věnoval (Yunker & Macdonald 2003, Yunker
et al. 1999). Ve svých pracech detailně popsal zákonitosti distribuce méně stabilních a více
stabilních PAU a doložil, že v kombinaci s biomarkery je možné rozlišit látky pocházející ze
spalování, ropné kontaminace, případně přirozeného biologického pozadí. Toto bylo
potvrzeno řadou regionálních studií (např. Příloha 9, Farias et al. 2008, Yunker & Macdonald
2003, Faure et al. 2000, Wang et al. 1999).
32
Od 60. let minulého století, kdy se ochrana životního prostředí dostala do popředí
zájmu širší veřejnosti, jsou znalosti o tzv. historické kontaminaci stále velmi limitované.
Analytická data jsou dostupná ve velmi omezeném množství v tzv. přírodních archívech,
které jsou klíčové pro výzkum historie znečištění dané oblasti. Jako přírodní archívy jsou
využívány akvatické sedimenty (Heim & Schwarzbauer 2013, 2012). Geochronologický
výzkum antropogenních polutantů je využíván jako nástroj rekonstrukce variability
zastoupení a změn kontaminantů v čase a umožnuje vyhodnotit stupeň znečištění
akvatických systémů. Pro sestrojení hodnověrného obrazu je potřebné mít k dispozici
neporušený sedimentární záznam v rozmezí od 10 do 100 let (Schwarzbauer & Heim 2013,
Warren et al. 2003, Alderton 1985) a zárověn s rychlostí sedimentace cca. 2 cm za rok
(Ciszewski 2003). Většina studií v říčních systémech je zaměřena na estuárie případně
břehové mokřady (Xu et al. 2015, Woodruf et al. 2013, Gosar & Zibret 2011, Götz et al.
2007) a na kovy vzhledem k jejich vyšší stabilitě a menší pohyblivosti v prostředí (např.
Niencheski et al. 2014, Zhao et al. 2014, Bing et al. 2013, Gan et al. 2013) a existuje jen
omezené množství zabývající se persistetními organickými polatnty (Kwan et al. 2014).
33
4.1 Změny v zastoupení organických kontaminantů v sedimentech
Brněnské přehrady
Brněnská přehrada byla vybudována na řece Svratce v letech 1936–1939. Hodnocený
vrtný profil zachytil neporušený sedimentární sled od vzniku přehrady a umožnil detailní
zhodnocení vývoje sedimentace a změn v obsahu kontaminantů. Studium makroskopických
texturních znaků sedimentů, obsahu organického uhlíku (TOC) a magnetické susceptibility
(MSS) umožnilo vyčlenit jednotlivá stádia vývoje depozičního prostředí Brněnské přehrady za
celou dobu její existence (Příloha 10).
Obsah organického uhlíku vykazuje cyklické změny, kde jsou vyšší obsahy TOC
spojovány s klidnější sedimentací ze suspense a naopak dynamičtější sedimentace (povodně,
jarní tání) vykazuje nižší hodnoty TOC. Magnetická susceptibilita odráží rozdílný přínos
feromagnetických minerálů řekou Svratkou a je dobře srovnatelná se změnami v zrnitosti.
Velmi nízké hodnoty MSS ve spodní části odpovídají postupnému plnění přehrady v letech
1939–1941. Rychlost sedimentace byla stanovena na základě mocnosti sedimentů a datování
dílčích částí profilu pomocí 137
Cs, pro období 1986–2007 na 3,0 cm za rok, v období 1963–
1986 na 3,4 cm za rok a v období 1954–1963 na 1,9 cm za rok. Na základě zrnitosti, MSS
a TOC byly identifikovány hlavní povodňové události.
Začátek intenzivní těžby uranu v horním rozvodí řeky Svratky byl jasně prokázán
v podobě zvýšeného obsahu 238
U, 226
Ra a 210
Pb v hloubce 150 cm. Jsou doloženy obzvláště
vysoké obsahy 238
U v sedimentech z roku 1967. Rozdíly v koncentracích 238
U, 226
Ra a 210
Pb
odráží vyšší rychlost sedimentace po dokončení přehrady v porovnání s jezerním prostředím.
Výsledky prokázaly, že transport minerálů obohacených uranem z rozvodí do nádrže je hlavní
zdroj radionuklidů v sedimentech, méně významným mechanismem je transport adsorbovaných
radionuklidů na plavenině (Příloha 10).
34
Obr. 12 Změna obsahu organického uhlíku (TOC), polychlorovaných bifenylů (PCB),
hexachlorbenzenu (HCB), DDT a polycyklických uhlovodíků (PAU) v profilu vrtu BP4
v brněnské přehradě.
Analýza persistentních organických polutantů (POP) v sedimentárním profilu Brněnské
přehrady ((Příloha 11) zdokumentovala vývoj znečištění v čase a prokázala odlišný
mechanismus transportu hodnocených POP v říčním systému. Uvedený závěr vychází ze
zhodnocení změn zastoupení POP s hloubkou. Zatímco u DDT a HCB dochází k poklesu
koncentrace v povodňových pískových vrstvách, koncentrace PCB a PAU se v závislosti na
litologii nemění. Pozorovaný jev souvisí s odlišným způsobem transportu DDT a HCB, které
jsou vázány na jílovou frakci, se kterou se splachem dostávají do řeky Svratky a dále do
přehrady, kde se ukládají. V době povodní, kdy byl zvýšený průtok a v přehradě
sedimentovala pouze písčitá frakce, se tyto kontaminanty usadily dále po toku. Naopak PCB
a PAU nejsou vázány na zrnitostní frakci a vstupují do přehradní nádrže spíše splachem
z bezprostředního okolí přehrady případně atmosférickou depozicí.
35
5. Literatura
Abrams M. A., Segall M. P., Burtell S. G. (2001) Best practices for detecting, identifying, and
characterizing near-surface migration of hydrocarbons within marine sediments. Offshore
Technology Conference Proceedings, OTC paper 13039.
Abrams M.A., Dahdah N., Francu E. (2004) Evaluationg petroleum systems elements and
processes in frontier exploration areas using seabed geochemistry. – World Oil, June, 53-
60.
Adámek J. (2005) The Jurassic floor of the Bohemian Massif in Moravia – geology and
paleogeography. – Bulletin of Geosciences. 80, 4, 291-305.
Adamusová M., Dopita M., Foldyna J., Kalendová J., Kumpera O., Strakoš Z. (1992) Mapy
mocností a prouhelnění uhlonosných molas čs. části hornoslezské černouhelné pánve. –
Sbor. věd. prací VŠB Ostrava 1, XXXVIII, ř. hornicko-geologická, 27-38.
Alderton, D.H.M. (1985) Sediments. In: Historical Monitoring, MARC: Monitoring and
Assessment Research Centre, No. 31, ISBN 0-905918-28-2, Technical Report. University
of London.
Allen P.A., Allen J.R. (2005) Basin analysis. Principles and Applications. – Blackwell
Publishing, Oxford, 2nd
Edition.
Babek O., Tomek C., Melichar R., Kalvoda J., Otava J. (2006) Structure of unmetamorphosed
Variscan tectonic units of the southern Moravo–Silesian zone, Bohemian Massif: a review.
– N. Jb. Geol. Palaont. Abh., 239, 37–75.
Behar, F.V., Beaumont, B. De, Penteado H.L. (2001) Rock-Eval 6 technology: performances
and developments: Oil & Gas Science and Technology – Revue du l’Institute Français du
Petrole, 56, 111-134.
Belka Z., Valverde-Vaquero P., Dorr W., Ahrendt H., Wemmer K., Franke W., Schafer J.
(2002) Accretion of first Gondwana-derived terranes at the margin of Baltica. - In:
Winchester JA, Pharaoh TC, Verniers J (eds) Palaeozoic amalgamation of Central Europe.
Geological Society, London, Special Publications, 201, 19–36.
Bing H, Wu Y, Liu E, Yang X (2013) Assessment of heavy metal enrichment and its human
impact in lacustrine sediments from four lakes in themed-low reaches of the Yangtze river,
China. – J. Environ. Sci., 25, 1300-1309.
Blížkovský M., Kocak A., Morskovský M., Novotný A., Gaza B., Kostelníček P., Hlavatý V.,
Lunga S., Vass D., Franců J., Müller P. (1994) Exploration History, Geology and
Hydrocarbon Potential in the Czech Republic and Slovakia. In: Popescu, B. M. (Ed.),
Hydrocarbons of Eastern Central Europe, Habitat, Exploration and Production History. –
Springer-Verlag, Berlin, pp. 71-117.
Burnham A.K., Sweeney J.J., (1989) A chemical kinetic model of vitrinite maturation and
reflectance. - Geochimica et Cosmochimica Acta, 53, 10, 2649-2657.
Carr A. D. (1999) A vitrinite reflectance kinetic model incorporating overpressure retardation.
– Mar. Petrol. Geol., 16, 355-377.
Ciszewski D. (2003) Heavy metals in vertical profiles of the Middle Odra river overbank
sediments: evidence for pollution changes. – Water Air Soil Pollut, 143, 81.
Conant B.H., Gillham R.W., Mendoza C.A. (1996) Vapor transport of trichloroethylene in
the unsaturated zone: Field and numerical modeling investigations. - Water Resources
Research, 32, 9-22.
36
Čížek P., Tomek Č. (1991) Large-scale thin-skinned tectonics in the eastern boundary of the
Bohemian Massif. – Tectonics, 10, 2, 273-286.
Dallmeyer R.D., Neubauer F., Hock V. (1992) Chronology of late Paleozoic tectonothermal
activity in the southeastern Bohemian Massif, Austria (Moldanubian and Moravo–Silesian
zones) 40
Ar/39
Ar mineral age controls. – Tectonophysics, 210, 135–153.
Davis, J.B., and Stanley, J.P., 1982. Catalytic effect of smectite clays in hydrocarbon
generation revealed by pyrolysis-gas chromatography. Journal of Analytical and Applied
Pyrolysis, 4, 227-240.
Dembecki, H. Jr., 1992. The effects of the mineral matrix on the determination of kinetic
parameters using modified Rock-Eval pyrolysis. Organic Geochemistry. 18, 531-539.
Dopita M. (1988) Sedlové vrstvy ostravsko-karvinského revíru. – MS, doktorská disertační
práce, HGF VŠB-TU Ostrava.
Dopita M., Aust J., Brieda J., Černý I., Dvořák P., Fialová V., Foldyna J., Grmela A., Grygar
R., Hoch I., Honěk J., Kaštovský V., Konečný P., Kožušníková A., Krejčí B., Kumpera O.,
Martinec P., Merenda M., Müller K., Novotná E., Ptáček J., Purkyňová E., Řehoř F.,
Strakoš Z., Tomis L., Tomšík J., Valterová P., Vašíček Z., Vencl J., Žídková S. (1997)
Geologie české části hornoslezské pánve. – Ministerstvo životního prostředí ČR. Praha,
278 s.
Dopita M., Havlena V., Pešek J. (1985) Ložiska fosilních paliv. Státní nakladatelství
Dopita M., Kumpera O. (1993) Geology of the Ostrava - Karviná coalfield, Czech Republic,
and its influence on mining. – Inter. J. Coal Geol., 23, 291-321.
Dopita M., Zeman J. (1960) Uwęglenie pokladów w Górnośląskim Zaglębiu Węglowym. –
Kwart. geol., 3, 565-575.
Douglas G. S., Bence A. E., Prince R. C., McMillen S. J., Butler E. L. (1996): Environmental
stability of hydrocarbon source and weathering ratios.- Environ. Sci. Technol., 30, 2332-
2339.
Douglas GS, Stout SA, Uhler AD, McCarthy KJ, Emsbo-Mattingly SD (2007) Advantages of
quantitative chemical fingerprinting in oil spill source identification. – In: Wang Z, Stout
SA (eds) Oil spill environmental forensics. Fingerprinting and source identification.
Elsevier, Boston, MA, pp. 257–292
Dudek A. (1980) The crystalline basement block of the Outer Carpathians in Morava. - Rozpr.
Čs. Akad. Věd, Ř. mat.-přír. Věd., 90, 1-85. Praha.
Dvořák J. (1989) Anchimetamorphism in the Variscan tectogene in Central Europe - its
relationschip to tectogenesis. – Věst. Ústř. Úst. Geol., 64, 1, 17-30.
Dvořák J., Honěk J., Pešek J., Valterová P. (1997) Deep borehole evidence for a southward
extension of the Early Namurian deposits near Němčičky, S. Moravia, Czech Republic:
implication for rapid coalification. In: Gayer R., Pešek J. (Eds.) European Coal Geology
and Technology, Geological Society Special Publication, 125, 179-193.
Dvořák J., Skoček V. (1975) Reconstruction of the paleo-heat flow regime in two areas of the
Variscan orogene. – N. Jb. Geol. Paleont. Mh., 517-527.
Dvořák J., Wolf M. (1979) Thermal metamorphism in the Moravian Paleozoic (Sudeticum,
ČSSR). – N. Jb. Geol. Paleont. Mh., 10, 596-607.
Dvořák, J. (1994): Variský flyšový vývoj n Nízkém Jeseníku na Moravě a ve Slezsku. –
Práce Čes. geol. Úst., 3., 80 str. Praha.
37
Edel J.B., Schulmann K., Holub F.V. (2003) Anticlockwise and clockwise rotations of the
Eastern Variscides accommodated by dextral lithospheric wrenching: palaeomagnetic and
structural evidence. – J. Geol. Soc., 160, 209-218.
Eliáš M. (1974) Mikrofaciální výzkum karbonátů naftonadějných oblastí na příkladě
autochtonní jury jihovýchodních svahů českého masívu. - Zem. Plyn Nafta, XX, 3, 359-
374. Hodonín.
Eliáš M., Wessely G. (1990) The autochtonous Mesozoic on the east flank of the Bohemian
Massif – an object of mutual geological efforts between Austria and Czechoslovakia. In:
Minaříková, H., Lobitzer, H. (Eds.), Thirty years of geological cooperation between
Austria and Czechoslovakia. – Federal Geological Survey Vienna – Geological Survey
Prague, pp. 78-83.
Farias C-O, Hamacher C, Wagener A de L-R, Scofield A de L (2008) Origin and degradation
of hydrocarbond in mangrove sediments (Rio de Janeiro, Brazil) contaminated by an oil
spill. Org Geochem., 39(3):289-307
Faure P, Landais P, Schlepp L, Michels R (2000) Evidence for diffusive contamination of
river sediments by road asphalt particles. Environ Sci Technol., 34(7):1174-1181.
Finger F., Frasl G., Haunschmid B., Lettner H., Quadt A. von, Schermaier A., Schindlmayr
A.O., Steyrer H.P. (1993) The Zentralgneisse of the Tauern Window (eastern Alps):
insight into an intra- Alpine Variscan batholith. In: Raumer von J, Neubauer F (Eds) The
Pre-Mesozoic geology in the Alps. – Springer, Berlin Heidelberg New York, 375–391.
Finger F., Steyer H.P. (1995) A tectonic model for the eastern Variscides: indications from a
chemical study of amphibolites in the southeastern Bohemian Massif. – Geol. Carpathica,
46, 137–150.
Franců E (2009) Organic pollutants and their natural analogs in suspended particulate matter
in the Bilina River. Internal report MZP.
Francu E. (2000) Optical properties of organic matter in Devonian and Lower Carboniferous
black shales in the northern Drahany Upland. – Bulletin of the Czech Geological Survey,
75, 2, 115-120.
Franců E., Otava J. (1998) Odraznost vitrinitu břidlic „mírovského kulmu“ a drahanského
kulmu. – Geol. výzk na Mor. a Slez., 5, 44-46.
Fritz H., Neubauer F. (1995) Moravo–Silesian Zone; Autochthon; Structure. In: Dallmeyer
RD, Franke W, Weber K (Eds.) Pre-Permian geology of Central and Eastern Europe. –
Springer, Berlin Heidelberg New York, 490–494.
Gan H, Lin J, Liang K, Xia Z (2012) Selected trace metals (As, Cd, and Hg) distribution and
contamination in the coastal wetland sediments of the northern Beibu Gulf, South China
Sea. – Mar Pollut Bull 66, 252-258.
Gogou A, Bouloubassi I, Stephanou EG (2000) Marine organic geochemistry of the Eastern
Mediterranean: 1. Aliphatic and polyaromatic hydrocarbons in Cretan Sea surficial
sediments. – Mar Chem 68, 265–282.
Goodarzi F., Fowler M.G., Bustin M., McKirdy D.M. (1992) Thermal maturity of early
Paleozoic sediments as determinated by the optical properties of marine-derived organic
matter - a review. - In: Schidlowski M. et al.(eds.) Early organic evolution: implications for
mineral and energy resources. Springer -Verlag Berlin, 279-295.
Gosar M, Zibret G (2011) Mercury contents in the vertical profiles through alluvial sediments
as a reflection of mining in Idrijy (Slovenia). – J Geochem Exploration., 110, 81-91.
38
Götz, R., Bauer, O-H., Friesel, P., Herrmann, T., Jantzen, E., Kutzke, M., Lauer, R., Paepke,
O., Roch, K., Rohweder, U., Schwartz, R., Sievers, S., Stachel, B. (2007): Vertical profile
of PCDD/Fs, dioxin-like PCBs, other PCBs, PAHs, chlorobenzenes, DDX, HCHs,
oganotin compounds and chlorinated ethers in dated sediment/soil cores from flood-plains
of the river Elbe, Germany. – Chemosphere, 67, 592-603.
Grygar R., Vavro M. (1995) Evolution of Lugosilesian Orocline (North-Western periphery of
the Bohemian Massif): Kinematics of Variscan deformation. – Čas. Mineral. Geol., 40, 65-
90. Praha.
Heim S, Schwarzbauer J (2012) Geochronology of anthropogenic contaminants in aquatic
sediment archives: historical trends of marine, limnic and fluvial sediment contamination.
– In: Environmental Chemistry for a Sustainable World Vol. 1: Nanotechnology and
Health Risk, Lichtfouse, Schwarzbauer, Robert (Eds), Springer Verlag, Berlin/Heidelberg,
209-257
Heim S, Schwarzbauer J (2013) Reconstructing pollution history by geochronology of
anthropogenic contaminants in aquatic sediment archives - a review. – Environ Chem Lett
11, 255-270
Holubář, V. (1975) Inertinit v uhlích OKR. – MS, ÚSMH AV ČR, Výzkumná zpráva II-6-3/6,
Praha.
Horsfield B. (1997) The Bulk Composition of First-Formed Petroleum in Source Rocks. In:
Welte et al. (Eds.) Petroleum and Basin Evolution.Springer, Berlin, Heidelberg, 337-402.
Huang W.L. (1996) Experimental study of vitrinite maturation: effects of temperature, time,
pressure, water, and Hydrogen Index. – Org. Geochem. 24, 233-241.
Chlupac I., Vrana S. (Eds.) (1994) Regional geological subdivision of the Bohemian Massif
on the territory of the Czech Republic. – J. Czech Geol. Soc., 39, 1, 127-144.
Chlupáč, I. (1959): Stratigraphy of the Drahany development of the Moravian Devonian.Věst.
ÚÚG, XXXV, 329-332.
Chudý, J., 1992. Maceral composition and coalification of bitumenous coals from Karviná
Basin. MS VŠB Ostrava, 135 pp.
Jachowicz M., Přichystal A. (1997) Lover Cambrian in deep boreholes in south Moravia. –
Věst. Čes. geol. Úst., 72, 4, 329-332. Praha.
Jurina C., Weiss G. (1982) K rozčlenění stupně prouhelnění v karbonu čs. části hornoslezské
pánve. – Sborník GPO, 26, 85-89.
Kalvoda J., Bábek O., Fatka O., Leichmann J., Melicahr R., Nehyba S., Špaček P. (2008)
Brunovistulian terrane (Bohemian Massif, Central Europe) from late Proterozoic to late
Paleozoic: a review (2008) – Int. J. Earth Sci. (Geol. Rundsch.), 97, 497-518.
Kettner R., Remeš M. (1935) Objev silurských břidlic s graptolitovou fanou na Moravě. –
Věst. Král. Čes. Spol. Nauk., Tř. II, 16, 1-8.
Killops S., Killops V. (2005) Introduction to Organic Geochemistry. – Blackwell Publishing,
Oxford.
Kim D, Kumfer BM, Anastasio C, Kennedy IM, Young TM (2009) Environmental aging of
polycyclic aromatic hydrocarbons on soot and its effect on source identification. –
Chemosphere, 76, 1075–1081
39
Krejčí O., Franců J., Müller P., Pereszlényi M., Stráník Z. (1994) Geologic structure and
hydrocarbon generation in the Carpathian Flysch Belt of southern Moravia. – Věstník
ČGÚ, 69, 4, 13-27.
Kross B. M., Leythaesser D. (1996) Molecular diffusion of light hydrocarbons in sedimentary
rocks and its role in the migration and dissipation of natural gas. - In: D. Schumacher and
M. A. Abrams (eds.) Hydrocarbon Migration and Its Near Surface Effects: American
Association Petroleum Geology Memoir, 66, 173-184.
Kumpera O., Martinec P. (1995) The development of the Carboniferous accretionary wedge
in the Moravian-Silesian Paleozoic Basin. – J. Czech Geol. Soc., 40, 47-60.
Kwan CS, Takada H, Boonyatumanond R, Kato Y, Mizukawa K, Ito M, Dung LQ, Zakaria
MP, Santiago EC (2014) Historical occurrences of polybrominated diphenyl ethers and
polychlorinated biphenyls in Manila Bay, and the upper Gulf of Thailand. – Sci Total
Environ 470-471, 427-437.
Ladwein H. W. (1988) Organic Geochemistry of Vienna Basin. Model for Hydrocarbon
Generation Overthrust Belts. – AAPG Bull. 72, 586-599.
Leythaeuser D., Schaefer R. G., Pooch H. (1983) Diffusion of light hydrocarbons in
subsurface sedimentary rocks. – AAPG Bulletin, 67, 6, 889–895.
Littke R., Bayer U., Gajewski D., Nelskamp S. (2008) Dynamics of complex intracontinental
basins. The example of the Central European Basin System. – Springer-Verlag, BerlinHeidelberg,
519 p.
Littke R., Leythaeuser D. (1993) Migration of oil and gas in coals. – AAPG Studies in
Geology, 38, 219-236.
Littke R., Urai J.L., Uffmann A.K., Risvanis F. (2012) Reflectance of dispersed vitrinite in
Palaeozoic rocks with and without cleavage: Implications for burial and thermal history
modeling in the Devonian of Rursee area, northern Rhenish Massif, Germany. – Int. J.
Coal Geol., 89, 41-50.
Littke, R., Sachsenhofer, R. F. (1994) Organic petrology of deep sea sediments: a compilation
of results from the Ocean Drilling Program and the Deep Sea Drilling Project. Energy and
Fuels. 8, 1498-1512.
Malán O., Kessler M.F., Valeška F. (1966) Výskyt pyritu a inertinitu v OKR a možnosti jejich
využití pro korelaci a identifikaci slojí. – Uhlí, 14, 8, 6-9.
Martinec P., Weiss, Z., Horák J., Špachman L. (1989): Problematika identifikace a klasifikace
tonsteinů. – Sborník prací "Tonsteiny a tufogenní horniny uhelných pánví" I. 3-8. Ostrava.
McCann T. (ed), 2008 The Geology of Central Europe, The Geological Society London,
2008, vol. 1: Precambrian and Palaeozoic; vol. 2: Mesozoic and Cenozoic
Müller P. (1987) Zdrojové horniny ropy a plynu jihovýchodních svahů Českého masívu a
Vídeňské pánve. – MS ČGÚ.
Murphy B. L., Morrison R. D. (2002) Introduction to environmental forensics.-London p. 558
Narkiewicz M. (2007) Development and inversion of Devonian and Carboniferous basins in
the eastern part of the Variscan foreland (Poland). – Geological Quarterly 51, 231–256.
Nehyba S., Leichmann J., Kalvoda J. (2001) Depositional environment of the ,,Old Red’’
sediments in the Brno area (South-eastern part of the Rhenohercynian zone, Bohemian
massif). – Geol Carpathica, 52, 195–203.
40
Neubauer F., Frisch W. (1993) The Austro-Alpine metamorphic basement east of the Tauern
window. In: Raumer J von, Neubauer F (Eds.) The Pre-Mesozoic geology in the Alps. –
Springer, Berlin Heidelberg New York, 515–536.
Niencheski LF, Moore WS, Windom HL (2014) History of human activity in coastal southern
Brazil from sediment. – Mar Pollut Bull 78, 209-212.
Opletal V., Filák P. (2013): Upper Carboniferous Strata reached by the Exlopration Well
Sitborice 1 beneath the Carpathian Thrustbelt Units in the Area of south-eastern margin of
Bohemian massif. - – Documenta Geonica 2013, 1, 1-9
Patteisky K. (1928) Chemical properties of coal in the Ostrava and Karvina districts. In:
Bituminous coal mines in the Ostrava-Karviná district, I, Ostrava.
Pedersen T.F., Calvert S.E. (1990) Anoxia vs. productivity: What controls the formation of
organic-carbon-rich sediments and sedimentary rocks? – AAPG Bulletin, 74, 4, 454-466.
Pešek J., Kumpera O., Holub V., Skoček V. (1998) Paleogeographic atlas: Late Paleozoic and
Triassic Formations, Czech Republic. – Český geologický ústav, Praha.
Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. (2005) The biomarker guide; I, Biomarkers and
isotopes in the environment and human history. II, Biomarkers and isotopes in petroleum
systems and Earth history. – 2 ed. Cambridge University Press. Cambridge, United
Kingdom. 1155 pp.
Peters, K.E., 1986. Guidelines for evaluating petroleum source rock using programmed
pyrolysis. AAPG Bulletin, 70, 318-329.
Petránek J., Dopita M. (1955) Prouhelnění slojí v ostravsko-karvínském revíru a jeho
závislost na geologických činitelích. – Sbor. Ústř. Úst. Geol., odd. geol. 22, 593-634.
Pies C, Hoffman B, Petrowsky J, Yang Y, Ternes TA, Hofmann T (2008) Characterization
and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in river bank soils. –
Chemosphere, 72, 1594–1601
Picha F.J., Stranik Z., Krejci O. (2006) Geology and hydrocarbon resources of the Outer
Western Carpathians and their foreland, Czech Republic, In: Golonka, J., Picha, F. J. (Ed.),
The Carpathians and their foreland: Geology and hydrocarbon resources. – AAPG Memoir
84, 49-175.
Price L. C. (1996) Research-derived insights into geochemical hydrocarbon exploration, in D.
Schumacher and M.A. Abrams (eds.), Hydrocarbon migration and its near-surface
expression: AAPG Memoir, 66, 285-307.
Přichystal A. (1993) Vulkanismus v geologické historii Moravy a Slezska od paleozoika do
kvartéru. In: Přichystal A, Obstova V and Suk M (Eds.) Geologie Moravy a Slezska (Sbor.
Přispev. 90. Výr. naroz. prof. dr. K. Zapletala), 59–70.
Ptáček J., Grygar R., Koníček P., Waclawik P. (2012) The impact of Outer Western
Carpathian nappe tectonics on the recent stress-strain state in the Upper Silesian Coal
Basin (Moravosilesian Zone, Bohemian Massif). – Geologica Carpathica, 63, 1, 3-11.
Rullkötter J., Leythaeuser D., Littke R., Mann U., Müller P.J., Radke M., Schaefer R.G.,
Schenk H.J., Schwochau K., Witte E.G., Welte D.H. (1988) Organic matter maturation
under the influence of a deep intrusive heat source: A natural experiment for quantitation
of hydrocarbon generation and expulsion from a petroleum source rock (Toarcian shale,
Northern Germany). In: Mattavelli L, Novelli L (eds) Advances in Org Geochem 1987. –
Org. Geochem., 13, 4-6, 847-856.
41
Samson I., Anderson A., Marshall D.D. (2003) Fluid Inclusions: Analysis and Interpretation.
- Mineralogical Association of Canada, p. 374.
Schulmann K., Gayer R. (2000) A model for a continental accretionary wedge developed by
oblique collision: the NE Bohemian Massif. – J. Geol. Soc. Lond., 157, 401–416.
Schumacher D. (1996) Hydrocarbon-induced alteration of soils and sediments. – In D.
Schumacher and M. A. Abrams, eds., Hydrocarbon migration and its nearsurface
expression: AAPG Memoir 66, 71–89.
Skoček V. (1976) Regional and geological interpretation of organic matter coalification in the
Late Paleozoic sediments of the Bohemian Massif. – J. Czech Geol. Soc., 51, 13-24.
Skoček, V. (1989): Indications of early carboniferous events in Paleozoic sequences of
Moravia, Czechoslovakia. – Čas. Mineral. Geol., 34, 4, 373-384.
Speight J.G. (1991) The chemistry and technology of petroleum, 2nd edn. Marcel Dekker,
New York.
Stahl A. (1933) Inkohlung und Flözlagerung in ostsudetischen Steinkohlen. – Jahrbuch der
reussischen geol. Landesanstalt, LIV.
Stípska P., Schulmann K. (1995) Inverted metamorphic zonation in a basement-derived nappe
sequence, eastern margin of the Bohemian Massif. – Geol. J., 30, 385-413.
Stout SA, Emsbo-Mattingly SD (2008) Concentration and character of PAHs and other
hydrocarbons in coals of varying rank – implications for environmental studies of soils and
sediments containing particulate coal. – Org. Geochem., 39, 801–819
Stráník Z., Menčík E., Eliáš M., Adámek J. (1993): Flyšové pásmo Západních karpat,
autochtonní mesozoikum a paleogén na Moravě a ve Slezsku. In: Přichystal A. - Obstová
V. - Suk M. (eds.), Geologie Moravy a Slezska, Moravské Muzeum, Brno, 107-122.
Suggate R.P. (1988) Relations between depth of burial, vitrinite reflectance and geothermal
gradient. – Journal of Petroleum Geology, 21, 1, 5-32.
Sweeney J.J., Burnham A.K. (1990) Evaluation of a simple model of vitrinite reflectance
based on chemical kinetics. AAPG Bull. 74, 1559-1570.
Tait J.A., Bachtadse V., Soffel H. (1996) Eastern Variscan fold belt; paleomagnetic evidence
for oroclinal bending. – Geology, 24, 871-874.
Taylor G.H., Teichmüller M., Davis A., Diessel C.F.K., Littke R., Robert P. (1998) Organic
petrology. – Gebrüder Borntraeger, Berlin, 704 pp.
Tedesco, S. A. (2012). Surface geochemistry in petroleum exploration. Springer Science &
Business Media.
Teichmüller M., Teichmüller R. (1979) Diagenesis of coal (coalification). - In: Larsen G.,
Chilingar G.V. (eds.). Diagenesis in sediments and sedimentary rocks, Elsevier,
Amsterdam, 207-246.
Tissot B.P., Welte D.H. (1984) Petroleum formation and occurrence. – 2nd
edn. Springer,
Berlin Heidelberg New York, 699 pp.
Velde B. (1995) Origin and mineralogy of clays. – Springer, New York.
Wagner, G., van den Haute, P.(1992) Fission-Track Dating. - Kluwer Academic Publishers,
285 pp.
42
Wang Z, Fingas M, Page DS (1999) Oil spill identification. – J. Chromatogr. A., 843, 369–
411
Wang Z, Fingas M, Shu Y-Y, Sigouin L, Landriault M, Lambert P (1999) Quantitative
characterization of PAHs in burn residue and soot samples and differentiation of pyrogenic
PAHs from petrogenic PAHs –The 1994 Mobile Burn Study. - Environ Sci Technol 33
(18):3100-3109.Warren, N., Allan, I.J., Carter, J.E., House, W.A., Parker, A. (2003)
Pesticides and other micro-organic contaminants in freshwater sedimentary environments a
review. – Appl. Geochem. 18, 159-194.
Weiss G. (1975) Surovinová studie čs. části hornoslezské pánve. – MS, Unigeo Ostrava, II.
etapa část 1., svazek 2, 1-135.
Weiss G. (1976) K průběhu změn stupně prouhelnění s hloubkou v čs. části hornoslezské
pánve. – Sborník GPO, 11, 7-34.
Woodruff JD, Martini AP, Elzidani EZH, Naughton TJ, Kekacs DJ, MacDonald DG (2013)
Off-river waterbodies on tidal rivers: Human impact on rates of infilling and the
accumulation of pollutants. – Geomorphol., 184, 38-50.
Xu W, Ni S, Gao Y, Shi Z (2015) Reconstruction of the cadmium contamination history of a
floodplain from Maoniuping mining area (china) by gamma ray spectroscopy and
inductively coupled plasma mass spectrometry. – Spectroscopy Lett 48, 542-552.
Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R., Mitchell H.R., Goyette D., Sylvestre S.
(2002) PAUs in the Fraser River basin: critical appraisal of PAU ratios ad indicators of
PAU source and composition.- Organic Cheochemistry, 33, 489-515.
Yunker M-B, Macdonald R-W (2003) Petroleum biomarker sources in suspended particulate
matter and sediments from the Fraser river Basin and Strait of Georgia, Canada. Org
Geochem., 34, 11, 1525-1541.
Yunker, M.B., Macdonald, R.W., Goyette, D., Paton D.W., Fowler B.R., Sullivan D., Boyd J.,
1999. Natural and antropogenic inputs of hydrocarbons to Strait of Gerogia. – Sci. Total
Environ., 225, 191-209.
Zhao J, Hu B, Li J, Yang J, Bai F, Dou Y, Yin X (2014) One hundred-year sedimentary
record of heavy metal accumulation in the southeastern Liaodong Bay of China. – Environ
Erath Sci 71, 1073-1082.
Zukalova V. (1976) Biostratigraphy of the Paleozoic in the basement and foreland of the
Carpathians east of Brno (In Czech). – Čas. Mineral. Geol. 21, 369-385.
Zukalová V., Chlupáč I. (1982) Stratigrafická klasifikace nemetamorfovaného devonu
moravskoslezské oblasti. – Časopis pro mineralogii a geologii, 27, 3, 225-241.
43
6. Přílohy
Příloha 1
Franců E., Franců J., Kalvoda J., Poelchau H.S., Otava J. (2002) Burial and uplift hitory of
the Palaeozoic Flysch in the Variscan foreland basin (SE Bohemian Massif, Czech
Republic) In: Bertotti G., Schulmann K., Cloetingh S., eds.: Continental collision and
the tectono-sedimentary evolution of forelands. European Geophysical Society Stephan
Mueller Special Publication Series, Vol. 1, 259-278.
Příloha 2
Geršlová E., Goldbach M., Geršl M., Skupien P. (2016) Heat flow evolution, subsidence
and erosion in Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic. – . – International Journal
of Coal Geology International Journal of Coal Geology 154-155, 30-42.
Příloha 3
Francu E., Francu J., Kalvoda J. (1999) Illite crystallinity and vitrinite reflectance in
Paleozoic siliciclastics in the SE Bohemian Massif. Geologica Carpathica. 50, 5, 365-
372.
Příloha 4
Abrams, M.A. , Dahdah, N.F. , Franců, E. (2009) Development of methods to collect and
analyze gasoline range (C5–C12) hydrocarbons from seabed sediments as indicators of
subsurface hydrocarbon generation and entrapment. Applied Geochemistry 24, 10,
1951-1970.
Příloha 5
Čopjaková R., Franců E., Novák M. (2011) Formation of authigenic monazite-(Ce) to
monazite-(Nd) from Upper Carboniferous graywackes of the Drahany Upland: Roles
of the chemical composition of host rock and burial temperature. Lithos 127,
november, 373-385.
Příloha 6
Bábek O., Franců E., Kalvoda J., Neubauer F. (2008) A digital image analysis approach to
measurement of the conodont colour alteration index (CAI): a case study from the
Moravo-Silesian Zone, Czech Republic. - N. Jb. Geol. Paläont., 249/2: 185-201;
Příloha 7
Špaček P., Kalvoda J., Franců E., Melichar R. (2001) Variation of deformation
mechanisms within the progressive-retrogressive mylonitization cycle of limestones:
44
Brunovistulian sedimentary cover (The Variscan orogeny of the souteastern Bohemian
Massif). – Geologica Carpathica. 52, 5, 263-275.
Příloha 8
Geršlová E., Opletal V., Sýkorová I., Sedláková I., Geršl M. (2015) A Geochemical and
Petrographical Characterization of Organic Matter in the Jurassic Mikulov Marls from
the Czech Republic. International Journal of Coal Geology 141-142, 42-50.
Příloha 9
Geršlová E., Schwarzbauer J. (2014) Hydrocarbon-based indicators for characterizing
potential sources of coal-derived pollution in the vicinity of the Ostrava City.
Environmental Earth Sciences, Springer, 71, 7,
Příloha 10
Nehyba S., Nyvlt D., Schkade U., Kirchner G., Francu E. (2010) Depositional rates and
dating techniques of modern deposits in the Brno reservoir (Czech Republic) during
the last 70 years. J Paleolimnol 45, 1, 41-55.
Příloha 11
Franců E., Schwarzbauer J., Lána R., Nývlt D., Nehyba S. (2009) Historical Changes in
Levels of Organic Pollutants in Sediment Cores from Brno Reservoir, Czech Republic.
Water, Air and Soil Pollution 209, 1-4, s. 81-91.
45
Příloha 1
Franců E., Franců J., Kalvoda J., Poelchau H.S., Otava J. (2002) Burial and uplift hitory
of the Palaeozoic Flysch in the Variscan foreland basin (SE Bohemian Massif,
Czech Republic) In: Bertotti G., Schulmann K., Cloetingh S., eds.: Continental
collision and the tectono-sedimentary evolution of forelands. European
Geophysical Society - Stephan Mueller Special Publication Series, Vol. 1, 259-278.
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
Příloha 2
Geršlová E., Goldbach M., Geršl M., Skupien P. (2016) Heat flow evolution, subsidence and
erosion in Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic. – International Journal of
Coal Geology International Journal of Coal Geology 154-155, 30-42.
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
Příloha 3
Francu E., Francu J., Kalvoda J. (1999) Illite crystallinity and vitrinite reflectance in
Paleozoic siliciclastics in the SE Bohemian Massif. Geologica Carpathica. 50, 5,
365-372.
74
75
76
77
78
79
80
81
82
Příloha 4
Abrams, M.A. , Dahdah, N.F. , Franců, E. (2009) Development of methods to collect
and analyze gasoline range (C5–C12) hydrocarbons from seabed sediments as
indicators of subsurface hydrocarbon generation and entrapment. Applied
Geochemistry 24, 10, 1951-1970.
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
Příloha 5
Čopjaková R., Franců E., Novák M. (2011) Formation of authigenic monazite-(Ce) to
monazite-(Nd) from Upper Carboniferous graywackes of the Drahany Upland:
Roles of the chemical composition of host rock and burial temperature. Lithos 127,
november, 373-385.
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
Příloha 6
Bábek O., Franců E., Kalvoda J., Neubauer F. (2008) A digital image analysis approach
to measurement of the conodont colour alteration index (CAI): a case study from
the Moravo-Silesian Zone, Czech Republic. - N. Jb. Geol. Paläont., 249/2: 185-201;
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
Příloha 7
Špaček P., Kalvoda J., Franců E., Melichar R. (2001) Variation of deformation
mechanisms within the progressive-retrogressive mylonitization cycle of
limestones: Brunovistulian sedimentary cover (The Variscan orogeny of the
souteastern Bohemian Massif). – Geologica Carpathica. 52, 5, 263-275.
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
Příloha 8
Geršlová E., Opletal V., Sýkorová I., Sedláková I., Geršl M. (2015) A Geochemical and
Petrographical Characterization of Organic Matter in the Jurassic Mikulov Marls
from the Czech Republic. International Journal of Coal Geology 141-142, 42-50.
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
Příloha 9
Geršlová E., Schwarzbauer J. (2014) Hydrocarbon-based indicators for characterizing
potential sources of coal-derived pollution in the vicinity of the Ostrava City.
Environmental Earth Sciences, Springer, 71, 7,
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
Příloha 10
Nehyba S., Nyvlt D., Schkade U., Kirchner G., Francu E. (2010) Depositional rates and
dating techniques of modern deposits in the Brno reservoir (Czech Republic) during
the last 70 years. J Paleolimnol 45, 1, 41-55.
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
Příloha 11
Franců E., Schwarzbauer J., Lána R., Nývlt D., Nehyba S. (2009) Historical Changes in
Levels of Organic Pollutants in Sediment Cores from Brno Reservoir, Czech
Republic. Water, Air and Soil Pollution 209, 1-4, s. 81-91.
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201