France Šušteršič	Geologie  krasu	List  0	

ZÁKLADY GEOLOGIE KRASU

Masarykova univerzita v Brně
Přírodovědecká fakulta
Katedra geologie a paleontologie

JARO 2005 

Prof. dr. France Šušteršič

Univerza v Ljubljani , Naravoslovnotehniška fakulteta
Oddelek za geologijo,
Aškerčeva 12,  1000 Ljubljana, SLOVENIJA	
Tel.:	++ 386 1 4704 621	Home:	++ 386 1 7544 875	
Fax.:	++ 386 1 4704 560	E-mail:	france.sustersic@ntf.uni-lj.si	

DOPORUČENÁ LITERATURA
Gillieson, D., 1996: Caves: processes, development and management. Blackwell Publishers, Oxford & Cambridge (Mass.). 
Ford, D. C.; P.W., Williams, 1989: Karst geomorphology and hydrology. Unwin Hyman, 601 pp., London.
Panoš, V., 2001: Karsologická a speleologická terminologie, Výkladový slovník. Knižní centrum, vydavatelství, Predmestská 51, 010 01 Žilina, pro Zprávu slovenských jaskyní v  Liptovském Mikuláši a Geologický ústav Akademie věd České republiky v Praze. 
Palmer, A. N., 2007: Cave geology. Cave Books,  454 p.p., Dayton, Ohio
Pulina, M., 1999: Kras formy i procesy.  Skripty Uniwersytetu Slaskiego nr 546. Wydawnictvo Uniwersytetu Slaskiego, Katowice.  
White, W.B., 1988: Geomorphology and hydrogeology of karst terrains. Oxford University press, 464 pp., New York.

PODROBNĔJI:

Gabrovšek, F. (ed.), 2002: Evolution of karst: from prekarst to cessation, Evolution of Karst. Založba ZRC, Ljubljana. 
Gunn, J. (ed.), 2004: Encyclopedia of caves and karst science. Fitzroy Dearborn, New York, London.
Klimchouk AB, Ford DC, Palmer AN, Dreybrodt W (eds), 2000: Speleogenesis. Evolution of Karst Aquifers, National Speleological Society.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  1	

kras  (psáno s malým začátečním písmenem)   -   DEFINICE:

Fyzikálně geologická	viditelný tvar exogenního přemodelování kontinentální zemské kůry	

Jiné	
Geomorfologická, geografická, hydrogeologická, ...., enologická atd.	

původ:     Kras    	(psáno s velkým začátečním písmenem)	

Charakteristiky:	-	vertikální odtok srážkových vod 
-	odnos látek v roztoku 
-	zanedbatelná akumulace	

Účinky:	-	   typická hydrologie /  není povrchová vodní síť 
-	   modelování kupovitých vrchů 
-	   modelování uzavřených prohlubní	

Kvůli různorodosti krasu a nejednotného vědeckého přístupu neexistuje jednotná, všeobecně přijatá definice.

Kras ve světě	Čina, Alpsko-Himálajský oblouk (Dinaridy), povodí Ohio a Mississippi, Yucatan, Nullarbor plain; „ostrovy“ všeobecně.	
Kras v času	V starších horninách je víc dolomitu.	

Dinárská stratigrafie: cca 7km karbonátů od T3 po Pc1.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  2	

Model čistého krasu                                                                                             	ZÁKLADY:	

Východisko:

geomorfní systém:	FUNKČNĚ PROPOJENÝ CELEK VŠECH PROCESŮ A TVARŮ, KTERÉ JSOU V NĚJAKÉM ÚZEMÍ VZÁJEMNĚ V ROVNOVÁZE PŘI STEJNOMĚRNÉM PRŮTOKU HMOTY.	

UZAVŘENÝ SYSTÉM           OTEVŘENÝ SYSTÉM

Model čistého krasu interpretuje kras jako otevřený geomorfní systém. (Rozdíl od Grundova modelu / Davisismus).

1:
Idealizace. Předpokládá složení veškeré kontinentální zemské kůry z hornin schopných krasovění.	

2:
Realizace v přírodě je možná jen v limitech (přibližně holokras). Není merokras  – jsou různé neúplné krasy.	

3:
Neúplné krasy jsou ve velké míře hierarchické. Materializace izolinárních podmínek většinou nedává neúplné krasy.	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  3	

Model čistého krasu                                                                                             	OBECNÉ PODMÍNKY:	

1:
Musí být horninová hmota s určitou vstupní potenciální energií.	

2:
Matečná hornina musí být dostatečně samonosná, aby umožňovala vznik geomorfních tvarů.	

3:
Laterální změny horniny musí být odsunuty dostatečně daleko, aby nebyly v rozsahu (oblasti) pozorování vnímány.	

4:
Matečná hornina musí být stejnoměrně rozpustná do té míry, aby byly jiné podoby přechodu horniny do transportní fáze, kromě rozpouštění, zanedbatelné.	

SPLNĚNÍ PODMÍNEK 1 – 4 UMOŽŇUJE VZNIK KTERÝCHKOLIV GEOMORFNÍCH TVARŮ

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  4	

Model čistého krasu	PODMÍNKY KRASOVĚNÍ PODZEMÍ:	

5.  

Prvotní děravost horniny musí být stejnoměrná a spojitá.

6.

Činnost sytému nesmí být znemožněna kvůli chybějící vodě, která by mohla pronikat.

SPLNĚNÍ PODMÍNEK 1 – 6 UMOŽŇUJE VZNIK PODZEMNÍCH KRASOVÝCH TVARŮ.

Teprve potom může pravděpodobnost povrchového / podpovr-chového pronikání výrazně poklesnout pod p  1. (C. Smart, 1983)	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  5	

Model čistého krasu	PODMÍNKY KRASOVĚNÍ POVRCHU:	

7:
Horninový masív musí být ze strany dostatečně otevřený, aby vznikl svislý systém odvodňování.	

8:
Úhel sklonu svahu povrchu musí být prvotně dostatečně malý, tak, že je povrchové odvodňování omezeno na základní buňku počátečné děravosti	

SPLNĚNÍ PODMÍNEK 1 – 8 UMOŽŇUJE VZNIK POVRCHOVÝCH KRASOVÝCH TVARŮ.

Krasový povrch vytvoří souměrně čisté tvary v tom připadě, pokud je  plně rozvinut podzemní kras (kanálový vodič). Povrch drenuje vylučně vertikalně, krasové podzemí je schopno odvést veškerou srážkovou (autochtonní) a doteklou (alochtonní) vodu

Model čistého krasu je ideální příklad, se kterým srovnáváme konkrétní krasové tvary. Způsob Medelejevův.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  6	

Krasové horniny	

Zvětrávání je omezeno co do rozpadu
Hornina přechází do roztoku frontálně, bez ohledu na strukturu, takže nenastane Zogovićevův efekt.

VE SKUTEČNOSTI TO ZNAMENÁ:
 
-	že je hornina rozpustná beze zbytku, jehož  částečky by z hlediska velikosti přesahovaly rozměry  počátečních vodních cest;       
-	že je regionálně postřehnutelně rozpustná mezi dvěma regionálními tektonickými událostmi.

KRASOVÉ HORNINY:	
Magmatické:   	karbonatity	
Sedimentární:	karbonáty (vápence, dolomity a jejich klastity)
sulfáty 
halogenidy
křemenné pískovce	
Metamorfované:  	krystalické vápence = mramory
kvarcity	

Ruly a kyselé žilné horniny:  krasovění je diskutabilní

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  7	

Minerály krasových hornin	

Hornina přechází do roztoku frontálně, bez ohledu na strukturu, takže nenastane Zogovićevův efekt.	

PODSTATNÉ:	V hornině plně převládají (zpravidla jen v ní) a rozhodují o jeji „krasovosti“.   Pokud je jich velmi málo, je  krasovění omezeno, nebo není hornina vůbec schopna krasovění.	
    kalcit       	CaCO3		
    dolomit    	CaMg(CO3)2        	primární  	
		počátečně diagenetické                                                                                  	
		pozdně diagenetické	
Karbonáty tvoří 12% (karbonáty 7-10%)zemských pevnin (souše)	
anhydrit	CaSO4		
sádrovec	CaSO4.2H2O		
halit         	NaCl    		
(křemen)	SiO2		
MÉNĚ VÝZNAMNÉ:      magnezit, polyhalit, sylvín	

HLAVNĺ     
nejsou definovány  
	 
Poznámka:  Dělení do skupin není tak jasné, jako u minerálů mag-matických hornin.  Podstatné (zá-kladní) a akcesorické (přídatné) minerály se nacházejí primárně v matečné hornině.

AKCESORICKÉ (PŘÍDATNÉ):	ankerit
křemen
hydroxidy železa a hliníku
slídy
jílové minerály
živce
těžké minerály
pyrit a jiné sulfidy	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  8	

Minerály krasových hornin	

SEKUNDÁRNÍ (DRUHOTNÉ) MINERÁLY:	Minerály sedimentů v krasových dutinách.	
Podle původu je dělíme na:	
Autochtonní:	Vznikají z komponent libovolného původu ve specificky jeskynních podmínkách.	Látka pochází z matečné horniny, avšak v jeskyni kvůli jiným podminkám krystalizuje odlišně nežli na místě vzniku.	
Paraautochtonní:	Jsou přesedimentované z matečné horniny.	Může být každý hlavní nebo akcesorický minerál, který může krystalizovat ze studené vody, nebo vůbec není rozpustný.	
Alochtonní:	Které ponorná voda vnesla do podzemí a s krasem nemusí mít nic společného.	Může být kterýkoliv  minerál, který je dostatečně odolný vůči vodnímu nebo větrnému (eolickému) transportu.	

NEJDŮLEŽITĚJŠÍ DRUHOTNÉ MINERÁLY	
Autochtonní:   	aragonit	CaCO3	
	sádrovec	CaSO4.2H2O	
	(opál)	SiO2	
Paraautochtonní:	kalcit	CaCO3	
	halit	NaCl	
	ankerit	(Mg,Fe)CO3	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  9	

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR       	DEFINICE:	

Speleogenetický prostor:	je ta část horninového masívu, ve kterém se mohou rozvíjet nebo již rozvíjejí krasové otvory.	

Krasový otvor:	je prvek krasového vodiče.  To je zvláštní deformace puklinatosti, kdy se obnoví pozitivně zvratný (zpětný) proces, že iniciální struktury přerostou v kanály.	

Poznámka:  Krasový otvor je obecný výraz, který  definujeme jako pomocný jen dočasně (provizorně). Později budeme při systematické analýze krasového podzemí definovat více přesné pojmy, výrazy.	

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR   může být:	
neaktivován:	Agresivní  podzemní voda ještě do něj nepronikla	
aktivován:	Agresivní  podzemní voda do něj pronikla a může se hromadit. Vznikají krasové kanály,  utváří se krasové propustě.	
deaktivován:	Všechny potenciální vodní cesty (bez ohledu na původ) jsou zaplněny sedimenty, agresivní  podzemní voda do něj nemůže proniknout .	
eliminován:	Agresivní  podzemní voda  již do něj nemá přístup.	
zničen:	Denudace odnesla veškerou hmotu krasových hornin.	

“Základní podminkou pro vznik jeskyní je, že podzemní voda rozpouští matečnou horninu rychleji, nežli by denudace odstranila veškerou hmotu”    (A.N. Palmer, 2002)	

Poznámka:  Hmota z nejčistší krasové horniny ještě není speleogenetický prostor, pokud v něm nejsou alespoň minimální primární vodni cesty (podzemní voda do něj nemůže proniknout).	
France Šušteršič	Geologie  krasu	List  10	

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR       	HORNINOVÁ KONTROLA:	

Strukturní vlastnosti horniny určují, kde vznikne krasový kanál.	

1.	Mezivrstevní spáry a jiné sedimentární textury.

2.	Zlomy a pokryvné struktury.
3.	Pukliny.
4.	Poškození kvůli mezivrstevním pohybům.
5.	Otevřenost mezivrstevních spár v důsledku mezivrstevních pohybů.
6.	Speleogenní struktury.

Litologické vlastnosti horniny 
	určují, jakým způsobem se vyvíjí krasový kanál.	

1.	Čistota horniny
2.	Zrnitost
3.	Struktura
4.	Porozita
5.	Mechanická pevnost