Gravimetrická mapa
Jiří Sedlák, Geofyzika, a. s., 1998

Historické etapy gravimetrického mapování České republiky


Gravimetrická měření do roku 1960

Za první úspěšnou aplikaci užité gravimetrie na území bývalého Československa lze považovat měření L. Eötvöse z let 1915-1916 pro účely naftového průmyslu v oblasti elevace u Gbel (Thon et al. 1984). Také řada dalších následujících měření byla prováděna převážně pro účely naftového průzkumu, případně pro průzkum uhelných ložisek. Do roku 1956 bylo tíhovým měřením pokryto celkem 45 000 km2 z celkové rozlohy bývalého Československa. V tomto roce byla tíhová měření zhodnocena a většina z nich, v celkové rozloze 33 000 km2, byla převzata v rámci státního úkolu pro přípravu gravimetrické mapy ČSSR v měřítku 1 : 200 000. V letech 1957-1960 pokrylo tíhové mapování 1 : 200 000 celé zbývající státní území. Vzhledem k velkému rozsahu se na řešení úkolu podílela řada pracovišť základního i aplikovaného průzkumu, pracoviště vysokých škol a také výzkumná složka Československé lidové armády. Na území dnešní České republiky takto bylo závěrem k dispozici celkem 22 600 bodů tíhového mapování 1 : 200 000, neboli dnešní Česká republika byla pokryta s hustotou 0,29 bodu/km2.

Získaná data byla zpracována v letech 1961-1964 a úkol byl završen v roce 1965 vydáním Gravimetrické mapy ČSSR 1 : 200 000, pod vedením vědeckého redaktora Jaroslava Ibrmajera, ředitele tehdejšího Ústavu užité geofyziky (dnešní Geofyzika, a.s.). Mapy vydal Ústřední ústav geologický (dnes Český geologický ústav). Současně byla vydána také odvozená mapa v měřítku 1 : 500 000 a konečně také generalizovaná mapa v měřítku 1 : 1 000 000 (Ibrmajer 1979).

Gravimetrická měření v období 1960-1996

Počínaje rokem 1960 se veškerá kapacita terénních gravimetrických skupin orientovala na tíhové mapování v měřítku 1 : 25 000. Jde o průzkum řádově podrobnější, jelikož tíhové pole je plošně vzorkováno s krokem 400-500 m, tj. zhruba s hustotou 4-5 tíhových bodů/km2. Postup prací, které probíhaly pod vedením Milana Blížkovského, opět do značné míry určovály ekonomické aspekty související se surovinovou politikou státu. První práce byly proto směrovány do potenciálních roponosných území na jižní Moravě, dále do uhlonosných revírů v severních Čechách a také doprovázely rudní průzkum v Jeseníkách. V následujících 35 letech pak bylo postupně zmapováno 76 % rozlohy dnešní České republiky. Například v období 1980-1989 bylo ročně proměřeno v průměru 1845 km2, v období 1990-1995 pak průměrně 517 km2 ročně. V současnosti je na ploše 59 840 km2 situováno celkem 283 718 podrobných tíhových bodů měřítka 1 : 25 000. Znamená to, že průměrná hustota pokrytí je zde 4,74 bodu/km2. Pověřeným správcem databáze tíhových měření je Geofyzika, a.s., se sídlem v Brně, která také provedla většinu terénních měření.

V osmdesátých letech byla tíhová data využita v řadě praktických aplikací celorepublikového rozsahu. Šlo převážně o úkoly řešené pro Ústřední ústav geologický v Praze. K nejvýznamnějším patří například Odkrytá tíhová mapa Českého masívu (Blížkovský et al. 1981) nebo Přehledné prognózní ocenění rudonosnosti Českého masívu (Vacek et al. 1983). Řada dalších významných prací vznikla dále při řešení úkolů pro Československý uranový průmysl v rámci vyhledávání ložisek uhlovodíků a konečně v rámci vědeckovýzkumných projektů ve spolupráci s odbornými pracovišti vysokých škol a Československé akademie věd.

Perspektiva nejbližších let

Tíhovým mapováním 1 : 25 000 není dosud na území ČR pokryta plocha 19 040 km2. Lze odhadovat, že doměření celé republiky je otázkou několika desítek let. Nejbližší, bezprostředně následující etapy tíhového průzkumu by se měly zaměřit především na oblasti některých značně rozpracovaných regionálních celků, jakými jsou např. Podkrušnohoří, jižní Čechy, Jizerské a Orlické hory, dále na oblasti velkých městských aglomerací (pražská, brněnská) a bezpochyby také na terény studované z hlediska možnosti vybudování hlubinného úložiště vyhořelého atomového odpadu.

K vydání nové verze gravimetrické mapy České republiky v měřítku 1 : 500 000 dojde již v roce 1999. Jejími autory jsou František Matěj a Jiří Sedlák z Geofyziky a.s., mapa bude vydána vtdavatelstvím Českého geologického ústavu v podobě, která bude v souladu se světovými referenčními standardy IGSN 71 (International Gravity Standartisation Network) a WGS 84 (World Geodetic System). Dojde tak především k bezprostřednímu zhodnocení tíhových měření 1 : 25 000, nashromážděných v posledních 35 letech, a vytvoří se lepší předpoklady pro jejich využití v praxi. O strukturně-tektonickou interpretaci anomálního tíhového pole se budou mocí opírat zájemci z nejrůznějších oborů. Mapu lze využít v oblasti územního plánování na úrovni okresů, městských aglomerací a průmyslových zón, dále pro těžbu surovin, deponování odpadů, v hydrogeologii a v oblasti ochrany životního prostředí.

Anomální tíhové pole v České republice (gravimetrické anomálie)

Gravimetrické (tíhové) mapování se zabývá měřením a vyhodnocováním lokálních odchylek tíhového pole Země. Jde obvykle o měření relativní, které se opírá o síť několika set základních tíhových bodů v České republice, na kterých jsou známy absolutní hodnoty zemského tíhového zrychlení. Například hodnota tíhového zrychlení na základním tíhovém bodě v Brně na Veveří ulici činí 9,809590 m.s-2.

Gravimetry jsou přístroje užívané pro podrobná tíhová mapování a jsou schopny běžně měřit změny tíhového pole o velikosti 0,000001 m.s-2, neboli 0,1 mGal (čti miligal, přičemž 1 mGal = 10-5m.s-2). Při tíhovém mapování jsou určovány místní odchylky (anomálie) tíhového zrychlení od tzv. normálního tíhového zrychlení, vypočteného pro zcela pravidelný dohodnutý matematický model zemského tělesa. Tyto odchylky jsou vyvolácá jednak střídání různých typů hornin v připovrchových oblastech zemské kůry, jednak závisejí na nadmořské výšce a na poloze měřeného bodu. Vlivy, které nesouvisejí přímo s geologickou stavbou Země, lze s pomocí počítače snadno eliminovat a vypočítat tak Bouguerovy (čteme Bugérovy) anomálie, které se nejčastěji používají v praktických aplikacích, např. při studování geologické stavby povrchových partií Země, při průzkumu ložisek paliv (nafty, zemního plynu, uhlí, uranu), v hydrogeologii, inženýrskogeologickém průzkumu a při vyhledávání ložisek rud, nerud a stavebních surovin. Výsledky tíhových měření lze s výhodou využívat také při územním plánování a ochraně životního prostředí.

Gravimetrické Bouguerovy anomálie na území České republiky mají rozsah 0.0009 m.s-2 (90 mGal). Tíhové pole je v ČR obvykle vzorkováno na měřických stanovištích, která jsou od sebe vzdálena ca 400-500 m, to je s průměrnou hustotou 5 bodů na 1 km2. Tímto způsobem, tj. tíhovým mapováním v měřítku 1 : 25 000, je dnes pokryto 75 % rozlohy státu.

Vyhodnocování map tíhových anomálií zahrnuje jejich porovnání s geologickými mapami a s laboratorně zjištěnými údaji o hustotách hornin z vrtů a povrchových odběrů. Na základě toho lze určovat pozici, vzájemný vztah a hloubkové pokračování jednotlivých mapovaných geologických těles a jednotek a také průběh významných rozhraní a poruchových zón ve studovaném území, obvykle až do hloubek několika kilometrů. V České republice se projevují zápornými tíhovými anomáliemi především oblasti pokrývané mladšími sedimentárními horninami, které jsou ve značné míře zastoupeny především na východní Moravě, poblíž hranice se Slovenskou republikou. V geologicky starších horninových komplexech krystalinika Českého masivu jsou záporné anomálie vázány na úseky tvořené žulami, ortorulami a migmatity. Příkladem je záporná anomálie na Karlovarsku. Kladné anomálie se naopak vyskytují hlavně nad úseky tvořené nejrůznějšími typy bazických vyvřelých i metamorfovaných hornin. Nejvyšší hodnoty kladných anomálií v České republice jsou vyvolány horninami metabazitové zóny brněnského masivu v okolí Brna.

Literatura:

  • Ibrmajer, J. (1979): Tíhové mapy ČSSR a jejich geologický výklad. - Matematicko-fyzikální fakulta UK. Praha.
  • Blížkovský, M. et al. (1981): Odkytá tíhová mapa Českého masivu. - Geofyzika Brno.
  • Thon, A. et al. (1984): Naftový průmysl na území Československa. - Knihovnička zemního plynu a nafty, 5. Hodonín.
  • Vacek, J. et al. (1983): Přehledné prognózní ocenění rudonosnosti Českého masívu. - Ústřední ústav geologický. Praha.