Pseudokrasové jevy na ložisku fluoritu Jílové u Děčína
Pseudokarst features on the Jílové fluorite deposit
Milan Fengl
(Pseudokrasové jevy v horninách České křídové pánve, sborník příspěvků; str.9—17; Praha 1996)
Úvod
Nejseverněji položeným, po roce 1950 těženým ložiskem fluoritu je Jílové u Děčína. Leží na j. břehu Jílovského potoka a jako jediné v ČR je situováno v sedimentárních horninách. Výjimečné mezi fluoritovými ložisky, těženými v ČR, je i prakticky monominerální žilnou výplní. Vedle fluoritu se v žilné výplni pouze v akcesorickém množství vyskytují baryt, křemen, kalcit a ojediněle další minerály.
Stručná geologická charakteristika ložiska
První informace o výskytu fluoritu zde pocházejí od J. E. Hibsche z počátku 20. století, kdy byl popsán nález fluoritové žíly v místě zvaném Pod stěnami. Průzkumnými pracemi počátkem 50.let byl ověřen tzv. žilný uzel č.1, kde byla v druhé polovině 50.let zahájena a po krátké době přerušena těžba. Další průzkumné práce ověřily postupně na povrchu a následně báňskými pracemi žilné uzly č.2, 3 a 4 a povrchovými pracemi žilný uzel č.5 (viz obr.č.1).
Vznik tzv. žilných uzlů, výrazných akumulací fluoritu, je podmíněn křížením dvou hlavních tektonických směrů na ložisku, linií směrů V—Z a JZ—SV. Na křížení obou tektonických směrů jsou fluoritové žíly vyvinuty pouze v křemenných pískovcích spodního turonu. Nutnou podmínkou pro vznik významných akumulací fluoritu je přítomnost křemenných pískovců, zpravidla intenzivně silicifikovaných, v nadloží i podloží žilné trhliny. V písčito-jílovitých sedimentech spodního turonu, bazálních cenomanských slepencích a v podložním krystaliniku rychle fluoritová mineralizace vyznívá. V místech jednotlivých žilných uzlů (viz obrázek č.1) došlo k rozdílnému stupni denudace původního terénu, a proto se liší vertikální rozsah mineralizace jednotlivých žilných uzlů (obrázek č.2). Díky poklesové stavbě j. břehu Jílovského potoka a v. svahu Děčínského Sněžníku se nacházejí fluoritové žíly ve větších hloubkách pod terénem j. od žilného uzle č.2 a v. od žilného uzle č.4.
Fyzikálně-mechanické vlastnosti okoložilných hornin, zejména silicifikovaných spodnoturonských středně zrnitých křemenných pískovců, umožnily na ložisku vznik otevřených trhlin. Následně hydrotermální roztoky částečně či zcela otevřené trhliny vyplnily. Protože k pohybům horninových bloků docházelo i po vzniku fluoritové mineralizace, další otevřené prostory na ložisku vznikaly již přímo na fluoritových žilách.
Pseudokrasové prostory na ložisku
Jak bylo uvedeno v předcházejícím textu, vznikly díky příznivým fyzikálně-mechanickým vlastnostem horninového masivu ve fluoritovém revíru Jílové – Sněžník otevřené pseudokrasové dutiny impozantních rozměrů. Otevřené trhliny na fluoritových žilách jsou známy již ze žilného uzle č.1, těženého ve druhé polovině 50.let. Jejich rozsah, rozměry a situování na jednotlivých žilách žilného uzle však nejsou blíže specifikovány a byly tehdy opomíjeným jevem. Fyzikálně-mechanické vlastnosti okoložilných hornin na žilném uzlu č.2 nejsou pro vznik pseudokrasových prostor příznivé. Vyskytují se zde ve velmi malém rozsahu na patře – 25 m ve v. křídle žilného uzle.
Silně tektonicky postižené křemenné pískovce na žilném uzlu č.3 byly příznivým prostředím pro vznik pseudokrasových dutin. Otevřené prostory menších rozměrů se vyskytují paralelně s žilami žilného uzle mezi bloky deskovitě rozpukaného křemenného pískovce. Značně velké prostory vznikly přímo na žilách, kde docházelo v rámci postmineralizačních pohybů k uvolňování zde velmi křehké žilné výplně a vzniku rozsáhlých dutin. Ani tyto dutiny (na žilách a v jejich těsném okolí) nebyly blíže popsány a mapovány.
V rámci průzkumných a následně těžebních prací byly nejrozsáhlejší pseudokrasové prostory zjištěny na žilném uzlu č.4. Zastiženy byly při ražbě chodeb a překopů v úrovni štoly č.4 (obrázek č.1). Po převzetí žilného uzle těžební organizací byly na doporučení již zemřelého ing. J. Slačíka tehdy známé pseudokrasové prostory pro potřeby těžební organizace zmapovány odbornou skupinou ČSS pod vedením dr. V. Lysenka. Mapovací práce v omezeném rozsahu odborná skupina prováděla i nadále průběžně s báňským ověřováním dalších částí žilného uzle. V menší míře byly mapovací práce v pseudokrasových dutinách prováděny i odbornými pracovníky těžební organizace.
Po ukončení průzkumných a těžebních prací na žilném uzlu (respektive na celém ložisku) lze pseudokrasové dutiny na žilném uzlu č.4 charakterizovat následujícím způsobem:
- Dosud známé dutiny na žilném uzlu nejsou propojeny s povrchem.
- Ve větší či menší míře se dutiny vyskytují prakticky na všech žilách žilného uzle.
- Pouze ojediněle se pseudokrasové dutiny vyskytují v. od hlavního patrového překopu (pokračování úpadní štoly), kde se vlivem poklesové stavby území vyskytují již písčito-jílovité sedimenty.
- Ukončení dutin nad úrovní štolového patra štoly č.4 je ve výšce cca 30 m nad patrem dáno rozhraním mezi křemennými pískovci a jílovito-písčitými sedimenty.
- Dutiny dosahují do hloubky max. cca 20 m pod úroveň štoly č.6. Jejich hloubkové pokračování je zpravidla tvořeno žilnou trhlinou zcela zaplněnou silně podrcenou žilovinou či bloky pískovců.
- Na žilném uzlu (resp. na celém ložisku) lze rozlišit tři hlavní typy pseudokrasových dutin:
- a) „Předmineralizační“ dutiny bez fluoritové mineralizace. Pouze vzácně se v nich objevují několik mm mocně polohy fluoritu na stěnách a představují zřejmě takřka stav před hydrotermálními procesy.
- b) Dutiny vzniklé neúplným vyplněním žilné trhliny fluoritem. Fluorit tvoří na stěnách dutin kůry až několik dm mocné. Lokálně dochází k úplnému zaplnění dutin, při postmineralizačních pohybech docházelo k uvolňování žilné výplně. Nelze vyloučit, že nejmladším hydrotermálním minerálem byly jílové minerály (lokálně zachované v drobných krystalech poslední vrstvy fluoritu) a vlivem proudění vod v dutinách došlo k jejich odnosu a vytvoření dutin.
- c) „Postmineralizační“ dutiny, kde zřejmě dochází i k velmi pomalým recentním pohybům. Při postmineralizačních pohybech, jejichž existenci nelze vyloučit ani v recentu, došlo k podrcení žilné výplně. Při pohybu horninových bloků pak docházelo k uvolňování podrcené žilné výplně a k vytvoření dnešních volných prostor. Mechanismus vzniku pseudokrasových dutin na ložisku lze zřejmě vysvětlit následujícím způsobem (obrázek č.3).
- Po zpevnění křídových sedimentů došlo vlivem významných tektonických pochodů k porušení horninového masívu zejména ve směrech V—Z a JZ—SV.
- Docházelo k vyklenování území v oblasti vrcholové části Děčínského Sněžníku a současně docházelo k zahlubování Jílovského potoka. Oba pohyby pokračují zřejmě i v recentu.
- Tektonicky oddělené bloky křídových sedimentů se při vyklenování masivu Děčínského Sněžníku vlivem gravitačních sil pohybují po podložních horninách – plastických metamorfovaných horninách. Při těchto pohybech se mezi jednotlivými krami sedimentů vytvářejí volné prostory – pseudokrasové dutiny. Pohyb jednotlivých horninových bloků předcházel hydrotermálním procesům, vedoucím ke vzniku fluoritových žil, a pokračoval i po jejich vzniku.
Cirkulací podzemních vod nedošlo k významných změnám na existujících dutinách. Relativně nejčastěji se v dutinách pod úrovní štoly č.4 vyskytují hladinové čáry, znázorňující stav předcházejících úrovní stavu volných hladin v dutinách. Pouze ojediněle zůstaly v dutinách zachované volné hladiny podzemní vody bez ohledu na stávající poddolování dutin. Vzácně byly v dutinách pozorovány drobné útvary, vzniklé selektivní korozí křídových sedimentů vlivem cirkulujících podzemních vod. Vzhledem poněkud připomínají na povrchu známé tzv. aeroxysty. Vlivem stékání vody po stěnách dutin vznikly ve fluoritové žilovině, resp. na fluoritových kůrách na stěnách dutin, korozivní žlábky. Obvykle se paradoxně vyskytovaly na j., nadložních stěnách dutin. Měly v průřezu tvar písmene n a hloubku maximálně 3—4 cm.
Lze předpokládat, že cirkulující vody obsahovaly zvýšené množství CO2. Spolu s ionty Ca z částečně rozpuštěného fluoritu to umožnilo vznik supergenních, nedokonale vyvinutých klencových krystalů kalcitu. Byly nalezeny jako přisedlé na blocích pískovce či volné na dnech dutin. Výjimečně byly tyto krystaly supergenního kalcitu nalezeny v dutině na hlavní žíle žilného uzle.
V průběhu těžebních prací bylo provedeno poměrně rozsáhlé měření úklonů stěn dutin. Bylo prokázáno, že s. stěny dutin mají obvykle o 3—4° strmější úklon, než stěny jižní. Tento fakt podporuje hypotézu o pravděpodobném vzniku pseudokrasových prostor ve fluoritovém revíru Jílové – Sněžník.
Rozsah pseudokrasových dutin na ložisku je impozantní. Během mapovacích prací bylo zjištěno, že výška dutin přesahuje i 30 m a jejich šířka dosahuje i okolo 10 m. Ověřené délky dosahují bezmála 150 m, avšak skutečná délka některých dutin je zřejmě větší.
Jednotlivé části dutin bývají v některých případech neprůchodné, zaplněné takřka zcela napadávkou žilné výplně či bloků okolních hornin.
V průběhu průzkumných a těžebních prací byla sledována pravidelnost ve výskytu dutin na jednotlivých žilách.
Na základě provedených pozorování je nutno konstatovat, že rozmístění dutin v plochách žil je zcela náhodné a neřídí se zřejmě žádnými zákonitostmi, které by umožňovaly předvídat výskyt dalších, dosud nezjištěných dutin. Prokazatelné pouze je, že nutnou podmínkou pro existenci dutin je přítomnost silicifikovaných pískovců v nadloží i podloží žíly. Dutiny se nevytvořily v horninách s podílem jílových minerálů (nadložní sedimenty) a v poréznějších křemenných pískovcích v úrovni štoly č.6. Obdobná situace se opakuje i na žilných uzlech č.1 a 2.
Pseudokrasové dutiny fluoritového revíru Jílové – Sněžník jsou unikátním jevem v Českém masívu a zřejmě i v Evropě. Jejich výjimečnost spočívá v:
- Neexistenci spojení dutin s povrchem (k nálezu dutin došlo pouze v důsledku báňské činnosti na fluoritovém ložisku).
- Přes to, že nebylo prokázáno spojení existujících pseudokrasových prostor na ložisku s povrchem, pro osoby neprůchodné propojení jednoznačně existuje. Svědčí pro to fakt, že v s. prodloužení hlavního patrového překopu na štole č.4 (pod j. tektonickým omezením náhorní plošiny Děčínského Sněžníku) bylo pozorováno intenzivní proudění vzduchu směrem do horninového masivu. Mocnost otevřených trhlin, jimiž zde intenzivně proudí vzduch, nepřesahuje 4—5 cm.
- Spojení pseudokrasových dutin s hydrotermální mineralizací. Z geologického hlediska jsou známy buď pouze hydrotermální žíly (s dutinami o rozměrech o jeden až dva řády menších) nebo pseudokrasové dutiny bez vazby na hydrotermální mineralizaci.
- Dosavadní rozsáhlé práce provedené ve fluoritovém revíru Jílové – Sněžník od počátku 50.let do konce 80.let nevylučují existenci hypotézy o dalších rozsáhlých podzemních pseudokrasových prostorách, vázaných na významné zlomové pásmo, na němž leží dosud známé fluoritové žilné uzly.
Závěr
Pseudokrasové dutiny na fluoritovém ložisku Jílové – Sněžník představují jednoznačně významný geologický jev, který nemá v Českém masívu (a podle dostupných údajů zřejmě ani jinde v Evropě) obdoby. Výjimečnost nespočívá v jejich rozsahu, ani horninovém prostředí, na nějž jsou vázány. Unikátnost spočívá zejména v sepětí pseudokrasových prostor s hydrotermální mineralizací a v neposlední řadě ve faktu, že nebylo zjištěno přímé spojení dutin s povrchem.
Je nesporné, že si popisované pseudokrasové dutiny zasluhují řádnou pozornost odborné veřejnosti s tím, že žilný uzel č.4 tvoří vhodné studijní prostředí pro sledování mikroklimatických podmínek v podzemí. Pozornost by zde měla být věnována také problematice možných recentních pohybů horninového masívu, i když tyto pohyby nebyly za posledních bezmála 20 let dosud zjištěny.
Nelze však opomenout ani fakt, že se pseudokrasové dutiny nacházejí v chráněném ložiskovém území (dosud dobývací prostor) a odpis zde existujících zásob kvalitní fluoritové suroviny převodem do zásob nebilančních byl způsoben momentální ekonomickou situací. Ověřené a předpokládané zásoby fluoritové suroviny budou vždy tvořit vzhledem k existujícím báňsko-geologickým podmínkám potenciální zdroj kvalitní fluoritové suroviny, jehož exploataci je možno za relativně nízkých finančních nákladů kdykoli obnovit.
Literatura:
- Fengl M. (1983): Otevřené dutiny na fluoritovém ložisku Jílové u Děčína. – Český kras, 8: 76—77. Beroun. [R1]
- Fengl M. (1984): Závěrečná zpráva (podrobná etapa) Jílové II u Děčína, p. −55 m, stav ku dni 30.4.1984. – MS, Rudné doly n.p. Příbram, závod Fluorit Sobědruhy.
- Fengl M. (1987): Závěrečná zpráva úkolu Jílové – Sněžník, štoly č.4 a 5, č.ú. 202/83, stav ke dni 31.12.1987. – MS, Rudné doly n. p. Příbram, závod Fluorit Sobědruhy.
- Fengl M. (1993): Fluorite Deposits Jílové – Sněžník u Děčína. – In: Excursion Guide, Fluorite and Barite Mineralizations of the Rhenohercynian and Saxothuringian Units in Hercynian and Post-Hercynian Times, COFAB (Commision on Fluorite and Barite Deposits): 97—105. Pre-Meeting Excursions, 1.—3.6.1993. Geyer.
- Fengl M. (1995): Jílové – Sněžník fluorite deposits near Děčín. – In: Breiter K., Seltmann R. (1995): Excursion Guide – Ore mineralization of the Krušné hory Mts. (Erzgebirge): 113—118. Česká geologická služba, 28.—31.8.1995. Praha.
- Fengl M. et al. (1995): Jílové – Sněžník 1955—1995. – Informativní text Rudných dolů s.p., závod Teplice.
- Kämpf H. (1991): Lagerstatte Jílové bei Děčín, ČSFR. – MS, Zentralinstitut für Physik der Erde, Potsdam.
- Lysenko V., Schwarzer J., Sluka M. (1986): Přirozené kaverny v pískovcích jižních svahů Děčínského Sněžníku. – Český kras, 12: 100—105. Beroun. [R2]
Summary:
The fluorite deposit of Jílové – Sněžník is developed in quartzose sandstones of the Lower Turonian (Cretaceous). During exploration and mining activities, an extensive pseudokarst cavities were discovered. They are up to 150 m long, 10 wide and 30 m high. The deposit represents an unique complex of pseudokarst cavities with hydrothermal mineralization of the industrial type. Owing to the fact, that cavities are not connected with the surface, we can not expect the discovery of another cavities without the minig activities.