Klimaticky řízené sedimentární cykly v paralickém prostředí svrchního mississippu hornoslezské pánve; příklad z porubských vrstev ostravského souvrství

• Název práce v češtině: Klimaticky řízené sedimentární cykly v paralickém prostředí svrchního mississippu hornoslezské pánve; příklad z porubských vrstev ostravského souvrství
• Název v anglickém jazyce: Climate-driven sedimentary cycles in paralic setting of the Late Mississippian in the Upper Silesian Basin; an example from the Poruba Member of the Ostrava Formation
• Klíčová slova: karbon, hornoslezská pánev, ostravské souvrství, sedimentární cykly, paralické cyklotémy
• Klíčová slova anglicky: Carboniferous, Upper Silesian Basin, Ostrava Formation, sedimentary cycles, paralic cyclothems
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav geologie a paleontologie (31-420)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Stanislav Opluštil, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 25.10.2023
• Datum zadání: 25.10.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 22.01.2024
• Konzultanti: RNDr. Mgr. Jiří Laurin, Ph.D.

Zásady pro vypracování

MG420P04 Sekvenční stratigrafie
MG421P14 Sedimentární geologie
MG421P38 Geologie sedimentárních pánví

Seznam odborné literatury

Catuneanu, O., 2012. Principles of Sequence Stratigraphy. Elsevier. 1 - 375 pp. ISBN: 978-0-444-51568-1
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 České republiky, Praha.
Lindsay, G., Herbert, C., 2002. Coal and conglomerate in the Newcastle Coal Measures—coeval facies or temporally unrelated? Int. J. Coal Geol. 51 (3), 169–184. https://doi.org/10.1016/S0166-5162(02)00083-6
Jirásek, J., Opluštil, S., Sivek, M., Schmitz, M.D., Abels, H.A., 2018a. Astronomical forcing of Carboniferous paralic sedimentary cycles in the Upper Silesian Basin, Czech Republic (Serpukhovian, latest Mississippian): New radiometric ages afford an astronomical age model for European biozonations and substages. Earth-Sci. Rev. 177, 715–741. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.12.005
Havlena, V., 1982. The Namurian deposits of the Upper Silesian Coal Basin. Rozpr. Čs. Akad. Věd Ř. Mat. Přír. Věd 92, 1–79.
Havlena, V., 1988. The cyclicity of the Namurian coal-bearing strata in Upper Silesia. Čas. Min. Geol. 33 (4), 357–369.
Hampson, G.J., Stollhofen, H., Flint, S.S., 1999. A sequence stratigraphic model for the Lower Coal Measures (Upper Carboniferous) of the Ruhr District, north-west Germany. Sedimentology 46, 1199–1231.
Gibling, M.R., 2006. Width and thickness of fluvial channel bodies and valley fills in the geological record: a literature compilation and classification. J. Sediment. Res. 76 (5), 731–770. https://doi.org/10.2110/jsr.2006.060
Fielding, C.R., Nelson, W.J., Elrick, S.D., 2020. Sequence stratigraphy of the late Desmoinesian to early Missourian (Pennsylvanian) succession of southern Illinois: insights into controls on stratal architecture in an Icehouse period of earth history. J. Sediment. Res. 90, 200–227.
Fielding, C.R., Webb, J.A., 1996. Facies and cyclicity of the Late Permian Bainmedart Coal Measures in the northern Prince Charles Mountains, MacRobertson Land, Antarctica. Sedimentology 43 (2), 295–322. https://doi.org/10.1046/j.1365-3091.1996.d01-6.x
Fielding, C.R., Frank, T.D., 2015. Onset of the glacioeustatic signal recording late Palaeozoic Gondwanan ice growth: new data from palaeotropical East Fife, Scotland. Palaeogeogr. Palaeocl. 426, 121–138. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2015.03.002
Fielding, C.R., 1984. Upper delta plain lacustrine and fluviolacustrine facies from the Westphalian of the Durham coalfield, NE England. Sedimentology 31 (4), 547–567. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1984.tb01819.x
Fielding, C.R., 1986. Fluvial channel and overbank deposits from the Westphalian of the Durham coalfield, NE England. Sedimentology 33 (1), 119–140. https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1986.tb00748.x
Fielding, C.R., 2021. Late Palaeozoic cyclothems – A review of their stratigraphy and sedimentology. Earth-Sci. Rev. 217, 103612. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103612
Eros, J.M., Montañez, I.P., Osleger, D.A., Davydov, V.I., Nemyrovska, T.I., Poletaev, V.I., Zhykalyak, M.V., 2012. Sequence stratigraphy and onlap history of the Donets Basin, Ukraine: Insight into Carboniferous icehouse dynamics. Palaeogeogr. Palaeocl. 313-314, 1-25. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2011.08.019

Předběžná náplň práce

Období pozdního mississippu až raného pennsylvanu (c. 330-320 mil. let) zaznamenává výrazné fluktuace glaciálního klimatu v široké škále časových měřítek. Milion letá zalednění, označovaná jako C1 a C2, jsou dokumentována z glacigenních sedimentů vysokých zeměpiských šířek jižní polokoule, zatímco krátkodobější oscilace, v pásmu orbitálních cyklů, jsou interpretovány z paralických sekvencí v nízkých a středních zeměpisných šířkách. Příklad orbitálně řízených paralických sekvencí lze nalézt v porubských vrstvách hornoslezské pánve. Nejnovější časové údaje však naznačují, že příbřežní sedimentace porubských vrstev spadá do c. 3-milion-letého období relativně teplého klimatu mezi glaciálními fázemi C1 a C2. Jedná se tedy o záznam sekulárního interglaciálu s omezenou akumulací ledu ve vysokých zeměpisných šířkách a nízkým glacioeustatickým potenciálem. Otázkou tedy zůstává, jaké alocyklické procesy byly zodpovědné za vznik uhlonosných paralických sekvencí porubských vrstev. Cílem navrhované diplomové práce je podrobná dokumentace facií a geometrií jedné či dvou vybraných paralických sekvencí porubských vrstev, a pokus o interpretaci původu transgresně-regresních změn, které tyto sekvence definují. Hlavní pracovní hypotézou, která by měla být v této práci diskutována, je možnost vzniku paralických sekvencí v důsledku změn v produkci klastického materiálu, v odezvě na orbitálně řízené změny sezónních teplot a srážek v rovníkovém pásmu. Výsledky mají význam pro porozumění alocyklických procesů a zpětných vazeb, které řídily vznik uhlonosných prostředí v různých fázích dlouhodobého paleozoického zalednění.
Po metodické stránce bude téma převážně sedimentárně geologickou studií vycházející z husté vrtné sítě východní poloviny ostravsko-karvinského revíru. K dispozici jsou grafické i psané profily vrtů, fotografická dokumentace souvislých jader vrtů z let 2004 – 2020 a souvislé vrtné jádro vrtu porubskými vrstvami. Student si osvojí metody faciální a architekturní analýzy, stratigrafické korelace, sekvenční stratigrafie, jakož i práci s grafickým softwarem (např. Corel Draw, Surfer).

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The Late Mississippian to Early Pennsylvanian period (c. 330-320 million years ago) records significant fluctuations in glacial climate over a wide range of time scales. Million-year glaciations, designated C1 and C2, are documented from high-latitude Southern Hemisphere glacial deposits, while shorter-term oscillations, in the Milankovitch band, are interpreted from low- and mid-latitude paralic sequences. An example of orbitally controlled paralic sequences can be found in the Poruba Member of the Upper Silesian Basin. However, recent time constrains suggest that sedimentation of this unit falls within a c. 3-million-year period of relatively warm climate between the glacial phases C1 an C2. Therefore, the Poruba Member likely records a secular interglacial that is characterized by a limited ice accumulation at high latitudes and low glacioeustatic potential. The question remains, which allocyclic processes were responsible for the formation of coal-bearing paralic sequences of the Poruba Member. The aim of the proposed thesis is a detailed documentation of the facies and geometries of one or two selected paralic sequences of the Poruba Member, and an attempt to interpret the origin of the transgressive-regressive changes that define these sequences. The main working hypothesis that should be discussed in this work is the possibility of the emergence of paralic sequences as a result of changes in the production of clastic material, in response to orbitally controlled changes in seasonal temperatures and precipitation in the equatorial zone. The results are important for understanding the allocyclic processes and feedbacks that controlled the formation of coal-bearing environments during the individual phases of the long-term Paleozoic glaciation. From the methodological point of view, the topic will be mainly a sedimentary geology study based on a dense borehole network in the eastern half of the Ostrava-Karviná coalfield. Graphic and written borehole profiles, digital photographic documentation of borehole cores drilled between 2004 and 2019, and one continuous borehole core are available. The student will learn the methods of facies and architectural analysis, stratigraphic correlation, and sequence stratigraphy, and gain experience with a suite of graphic programs (e.g. Corel Draw, Surfer).