Geofyzikální poměry

Úvod

Hlavní náplní geologie je výzkum složení stavby a vývoje zemské kůry. Metody klasického geologického výzkumu, v němž zásadní význam mělo a má geologické mapování, však nemohly dát odpověď na řadu základních otázek o vnitřní stavbě a vývoji zemské kůry, ani o nerostných surovinách skrytých v menších či větších hloubkách. Na pomoc geologii přichází geovědní disciplina - geofyzika.

V první třetině 2O. století se tak vyvinul celý komplex účinných geofyzikálních metod vhodných pro řešení řady geologických úkolů. Mezi nejdůležitější náleží gravimetrie, seismika, magnetometrie, radiometrie a celý soubor geoelektrických měření. Regionální výzkum vychází z přehledných měřítek 1:100 000 až 1:500 000 nebo z generalizovaných výsledků měření podrobnějších. Geofyzikální mapy jsou hlavním geofyzikálním podkladem pro geologickou interpretaci. Velké plochy měření lze obsáhnout v krátkém čase zejména leteckou magnetometrií, gamaspektrometrií a leteckou variantou elektromagnetických metod. Spolu s gravimetrií lze tyto metody označit za metody regionální geofyziky a z jejich výsledků jsou sestavovány geofyzikální mapy. Tyto geofyzikální podklady obsahují informace pro řešení geologických otázek týkajících se jak sestavování geologických map tak vytváření modelů hlubší geologické stavby.

Užitá geofyzika se vedle základního geologického výzkumu uplatňuje v hydrogeologii a inženýrské geologii a zůstává důležitou vyhledávací metodikou i při průzkumu nerostných zdrojů. Své místo má i v sledování stavu životního prostředí.

Použitelnost geofyzikálních metod závisí na fyzikálních vlastnostech geologického prostředí: gravimetrická metoda vymezuje geologická rozhraní lišící se hustotou hornin, protonové magnetometry indikující geologická rozhraní s různou magnetizací, geoelektrické metody využívají různých elektrických vodivostí geologických objektů. Přesné výsledky dávají měření seismická, založená na sledování šíření elastických vln v horninovém prostředí.

Aplikace geofyzikálního komplexu metod přináší velmi rychlé výsledky. Jde o ekologicky čistou metodiku bez narušování přírodního prostředí. Interpretace se děje s pomocí výpočtové techniky. Problémem některých geofyzikálních metod v průmyslovém a městském prostředí je ovlivnění měření umělými fyzikálními poli souvisejícími s elektrifikovanou městskou a železniční dopravou, silnými průmyslovými zdroji bludných proudů apod. To zde do značné míry vylučuje použití magnetometrie a některých geoelektrických metod. Nejvíce uměle porušené území celé republiky je pražská aglomerace; v ní je proto použití uvedených geofyzikálních metod omezeno. Nepříznivé podmínky velkoměstské aglomerace také způsobily, že zde nemohly být plně realizovány metody letecké geofyziky.

V našem přehledu jsou popsány výsledky regionálních měření obrazu tíhového, magnetického a radiometrického.


Gravimetrie

Tíhový obraz zachycuje jen nejhrubší rysy anomálního tíhového pole (obr. 25-1). Hodnoty se pohybují v rozmezí od -160 µm/s2 do +60 µm/s2.

25-1n.gif (9287 bytes) Obr. 25/1. Mapa úplných Bouguerových anomálií D g (redukční hustota / 2670 kg/m3). Převzato z přehledné gravimetrické mapy ČSSR, vydanou Ústředním ústavem geologickým v Praze, 1965. Izoanomály popsány v jedn. µm/s2.
Sestavil K. Šalanský

Největší souvislou tíhovou strukturou je regionální tíhová deprese barrandienského paleozoika v jádru synklinoria. Je zhruba ohraničena nulovou izanomálou a její osa sleduje osu barrandienského synklinoria. Směrem k SV se tato plochá nevýrazná deprese zužuje až na 2 km a končí v prostoru Čakovic nejspíše na mohutném příčném zlomovém pásmu (sázavský zlom). Od Prahy k JV se tíhová deprese rozšiřuje a zabírá i území celého paleozoika barrandienu a u Radotína se dotýká jeho hranice se svrchním proterozoikem podél závitského přesmyku.

Anomální hodnoty tíhového pole g stoupají dovnitř proterozoika zakrytého platformním pokryvem permokarbonu a svrchní křídy v s. a sv. částech území. Tíhové účinky málo mocného pokryvu jsou zcela potlačeny účinkem těžších hmot v hlubší geologické stavbě. Samotné proterozoické sedimentární komplexy jsou těžší než barrandienské paleozoikum a proto hodnoty g stoupají na SZ a JV od barrandienského synklinoria. V s. části území vzestup hodnot tíže pokračuje spojitě dále na S do regionální tíhové anomálie velvarské, interpretované V. Cílkem - M. Dobešem a J. Polanským (1972). Je způsobena látkově diferencovaným těžkým intruzivním komplexem v hloubkách kolem 1000 m v centrální části anomálie u Velvar. Drobná elevace ohraničená izanomálou 20 µm/s2 mezi Roztoky a Čakovicemi v místech malé mocnosti pokryvu naznačuje přítomnost bazického vulkanizmu v proterozoiku. Podobně tomu může být i v prostoru lokální elevace 60 µm/s2 u Brandýsa n. L.

Stoupání hodnot g mezi Zbraslaví a Říčany pokračuje dále k J do rozsáhlé regionální kladné anomálie vyvolané převážně bazickými intruzivními horninami.

Nejvýraznější tíhovou strukturou na území zobrazeném na přehledné geologické mapě 1:100 000 je záporná kruhová anomálie s minimem -160 µm/s2. Je vyvolána kyselým diferenciátem granitických hornin s. okraje středočeského plutonu, na povrchu reprezentovaného tělesem říčanského granitu.


Aeromagnetometrie

25-2n.gif (10714 bytes) Obr. 25/2. Mapa izoanomál D T geomagnetického pole. Zpracováno z aeromagnetických map 1:25 000 z měření ve středních, severních a severozápadních Čechách v letech 1968-1970. Sestavil K. Šalanský

Magnetický obraz území byl získán leteckým měřením v letech 1968-1970. Z měření bylo z výše uvedených důvodů vynecháno území velkoměsta. Na obr. 25/2 je generalizovaná mapa izanomál totálního vektoru geomagnetického pole T. Hodnoty izanomál popsaných v jednotkách nT (nanotesla) jsou stanoveny odečtením normálního pole od naměřených absolutních hodnot. Uvážíme-li, že absolutní hodnoty se ve středočeské oblasti pohybují kolem 47 000 nT, pak je zřejmé, jak malou část tvoří magnetické pole vyvolané přírodními geologickými objekty. Slabě magnetické horniny působí změny v magnetické intenzitě jen v prvních desítkách nT. Jsou to různé metamorfované či vyvřelé horniny. Sedimentární horniny bez vulkanického substrátu jsou většinou nemagnetické a anomální magnetický obraz nevytvářejí. Silněji magnetické horniny představují např. některé bazické vulkanické komplexy staršího paleozoika vyvolávající anomálie až několik set nT. Silně magnetizované geologické objekty jsou zdrojem anomálií s hodnotami přes 1000 nT. Ty se v území pražské aglomerace nevyskytují. Anomálie až několika tisíc nT však vytvářejí zdroje v průmyslových závodech, elektrifikované dopravní objekty apod.

Ve zvoleném normálním poli pro celý Český masív převažují na větší části území záporné hodnoty do -50 nT. Toto záporné pole je přidružené ke kladné středočeské regionální magnetické anomálii, nalézající se v Jílovském pásmu a okolním středočeském plutonu. Ve východní části území rostou v regionálním gradientu hodnoty k V a JV až na +50 nT. Celá tato část území je charakteristická množstvím lokálních anomálií izometrického i lineárního tvaru a amplitud od prvních desítek do prvních stovek nT. Účinek na povrch vycházejících geologických objektů je kombinován s účinky od magnetizovaných zdrojů v menší či větší hloubce. Plošně největší anomálie mezi Říčany a Uhřiněvsí má původ v hlubší stavbě. Zdroje anomálie mohou souviset s kontaktní metamorfozou např. od apofýz granitoidů středočeského plutonu. Příčiny četných lokálních anomálií od povrchových zdrojů ve svrchním proterozoiku nebyly pro značné zahlinění plochého terénu zatím objasněny. Jsou však nepochybně způsobeny magnetizovanými polohami a vložkami v pyroklastických komplexech proterozoika kralupsko-zbraslavské skupiny. Rozsah anomálií přesně nekoresponduje s rozšířením vulkanitů zachycených v geologické mapě. Rovněž lze uvažovat o skrytém pokračování jílovského pásma, které se podle magnetického obrazu noří pod mladší proterozoické komplexy štěchovické skupiny. To je podle magnetického obrazu pravděpodobně ukončeno na výrazné příčné zlomové linii jdoucí přes Dobřejovice a Velké Popovice.

Nejvýraznější anomálie sledující z. hranici jílovského pásma probíhá přes Psáry a vymezuje antiklinální struktury kralupsko-zbraslavské skupiny s mocnou polohou magnetizovaných hornin. Analogicky k podobným anomáliím je v barrandienském proterozoiku nositelem magnetizace hornin pyrrhotin.

Anomálie s maximem 200 nT v jv. cípu území leží v tehovském metamorfovaném "ostrovu" a nejspíše vymezuje větší gabrové těleso v podloží ostrovního komplexu. V nemagnetickém říčanském granitu je magnetický obraz jednotvárný bez anomálií a záporné hodnoty -50 nT jsou pouze doprovodným minimem ke kladně porušené části metamorfovaného ostrova.

Barrandienské starší paleozoikum je plošně bez větších a amplitudově výraznějších anomálií. Všechny drobné anomálie jsou vyvolány magnetizovanými polohami vulkanogenních pásem spodního siluru. Tyto anomálie však v generalizovaném obraze zanikají a jsou naznačeny jen nízkými kladnými anomáliemi konturovanými nulovou izanomálou na JZ od Radotína a na JV od Rudné. Ještě méně jsou v magnetickém obrazu patrné pruhy vulkanitů v ordoviku (u Rudné). Aeromagneticky bylo v Barrandienu indikováno několik větších vulkanických center izometrického tvaru. Jedno z největších leží j. od Řeporyjí v Prokopském údolí. Má průměr téměř 1 km, ale magnetizované vulkanity nevystupují na povrch. Téměř bez anomálií je celá sz. a sv. část území. Nízké anomálie do 50 nT vystupují v zbraslavsko-kralupské skupině v sz. části území převážně s mělkým sedimentárním pokryvem svrchní křídy. Lze proto usuzovat, že se v podloží křídy v proterozoických i paleozoických komplexech v tomto prostoru nenacházejí souvrství s větším zastoupením vulkanitů.


Aeroradiometrie

25-3n.gif (4344 bytes) Obr. 25/3. Mapa úhrnné aktivity gama. Izolinie popsány v jedn. m R/h. Zpracováno z měření uvedených na předchozím obr. 25/2.
Sestavil K. Šalanský

Současně s aeromagnetickým měřením probíhalo v základním měřítku 1:25 000 mapování aeroradiometrické. Byla měřena úhrnná aktivita gama; a její generalizované rozložení je znázorněno v izoliniích (popis v jedn. µR/h) na obr. 25-3. Průměrná hodnota aktivity gama se pohybuje kolem 8 µR/h. Hodnoty pod 6 µR/h jsou v jz. části území v barrandienu. Je patrné, že jednotlivé horninové komplexy (včetně pokryvných útvarů) se v leteckém měření znatelně nediferencují a drobné anomálie jsou vázány na menší geologické objekty a nikoliv na celá souvrství či větší geologická tělesa vulkanitů apod. Výrazné anomálie radioaktivity jsou pouze v říčanském granitu, kde hodnoty místy přesahují 16 µR/h. Jsou to však anomálie zcela běžné v rozsáhlých areálech středočeského plutonu. Z hlediska ochrany před zářením a radonovým rizikem je třeba brát toto zvýšení radioaktivity v úvahu pouze v jv. části území (na Říčansku). S vyšší radioaktivitou středočeského plutonu kontrastuje podprůměrná hladina radioaktivity v tehovském metamorfovaném ostrovu. Poněkud vyšší hodnoty kolem 10 µR/h byly naměřeny v proterozoiku štěchovické skupiny na V od Zbraslavi na j. okraji území.