Übungen zur Allgemeine Geologie

heute: Lagerung von Gesteinen und Deformation

Di k dDiskordanz

Eifel: steil gestellteEifel: steil gestellte (gefaltete) Sand- und Siltsteine werden von Tephralagen diskordant üb l tüberlagert

Raumlage von strukturellen Elementenau age o st u tu e e e e te

Gefügekompass

Einmessen geologischer Flächen:Streich- und Fallrichtung, FallwinkelStreich und Fallrichtung, Fallwinkel

Fläche streicht E-W und fällt mit 45° nach S ein:Angabe: 090/45 S (Streichrichtung, Fallwinkel und Fallrichtung) oder

180/45 (Fallrichtung und Fallwinkel)180/45 (Fallrichtung und Fallwinkel)

Konkordante - diskordante Lagerung

Konkordanz: ungestörte Überlagerung verschiedener Schichten mit gleichem Streichen undFallen

Diskordanz: winkeliges oder unregelmäßiges Aufeinandertreffen von Gesteinsschichten

konkordante Lagerung: A-Dkonkordante Lagerung: F auf E

diskordante Lagerung: E auf B, C, DWinkeldiskordanz

Gdiskordanter Kontakt: G zu A-DIntrusionsdiskordanz

Paralleldiskordanz (parallel unconformity, disconformity)

ältere Schichten werden nicht verkippt

es folgt eine Sedimentationslücke (Hiatus)

jüngere Schichten liegen parallel darüber (oft schwer zu k !)erkennen!)

Grasemann, 2003G ase a , 003

DiskordanzDiskordanz

Als Diskordanz bezeichnet man eine Grenzfläche zwischen zwei Schichtenfolgen, die nicht in einer kontinuierlichen Folge abgelagert wurden wurden.

Hier: Schichtlücke bildet sich bei Hebung und Erosion mit hf l d S b idnachfolgender Subsidenz

Diskordanz

Als Winkeldiskordanz bezeichnet man eine Erosionsfläche, die zwei Schichtenfolgen voneinander trennt, deren Schichtflächen über der gDiskordanz nicht parallel zur Schichtung unter der Diskordanz verlaufen.

Rekonstruktion der relativen Alter Rekonstruktion der relativen Alter von Gesteinen

• einfache Lageregel und • einfache Lageregel und Fossilüberlieferung

• Deformation und Winkeldiskordanzen

• Verhältnisse im GesteinsverbandGesteinsverband

Übung: Übung: ggrelative Altersabfolgerelative Altersabfolge

Die Skizzen (a) bis (e) zeigen eine relative Abfolge von geologischen relative Abfolge von geologischen Ereignissen.

Beschreiben Sie die Stadien (a) bis Beschreiben Sie die Stadien (a) bis (e) der geologischen Entwicklung.

Gibt es Diskordanzen? Gibt es Diskordanzen?

Welche?

Markieren Sie diese in den Skizzen.

Tektonische Spannungen

Krustendeformation

Spannung stress

Spannung stress

Einengungstressstress

Dehnung

Verformungstrain

Verformungstrainstrainstrain

z.B. Rh i b

z.B. Rh i bRheingrabenRheingraben

DehnungDehnung

AbschiebungAbschiebung

EinengungEinengung

AufschiebungAufschiebung

ScherungScherung

Geologische ÜbungenLagerung und Strukturen

D. Eckhardt, A. KontnyGeologisches Institut

gg

BlattverschiebungBlattverschiebung

Orientierung der Bruchflächen bei UniaxialOrientierung der Bruchflächen bei Uniaxial‐‐ und und TriaxialexperimentenTriaxialexperimentenTriaxialexperimentenTriaxialexperimenten

Experimentell erzeugte Brüche:

Dehnungsbrüche Scherbrüche

KlüftKlüftKlüfteKlüfte

M h i h i k T flä h i M h i h i k T flä h i Mechanisch wirksame Trennfläche im Gebirge, ohne messbaren Öffnungs-

und Verschiebungsbetrag

Mechanisch wirksame Trennfläche im Gebirge, ohne messbaren Öffnungs-

und Verschiebungsbetragund Verschiebungsbetragund Verschiebungsbetrag

Kluft durch Lösung zu

Klüfte im Festgestein

Lösung zu Spalte erweitert

Unterschiedliche Typen von KlüftenUnterschiedliche Typen von Klüftenypyp

Vertikalklüfte in horizontal lagerndem Sandstein it t hi dli h l ft b t dmit unterschiedlichem Kluftabstand

DehnungsklüfteDehnungsklüfte

Ramsay & Huber 1987

Unterschiedliche Typen von KlüftenUnterschiedliche Typen von Klüften

mit Quarz mineralisierte Klüfte in Sandsteinmit Quarz mineralisierte Klüfte in Sandstein

ypyp

mit Quarz mineralisierte Klüfte in Sandsteinmit Quarz mineralisierte Klüfte in Sandstein

ScherklüfteScherklüfteσ1

σ3

Ramsay & Huber 1987

Unterschiedliche Typen von KlüftenUnterschiedliche Typen von Klüften

Abkühlungsklüfte in BasaltAbkühlungsklüfte in Basalt

ypyp

Abkühlungsklüfte in BasaltAbkühlungsklüfte in Basalt

USGS homepage

Unterschiedliche Typen von KlüftenUnterschiedliche Typen von Klüften

Entlastungsklüfte Entlastungsklüfte

ypyp

Entlastungsklüfte Entlastungsklüfte

Ramsay & Huber 1987Huber 1987

Reine und einfache Scherung Reine und einfache Scherung Reine und einfache Scherung Reine und einfache Scherung

nicht-koaxiale V f

nicht-koaxiale V fVerformungVerformung

koaxiale Verformung

koaxiale VerformungVerformungVerformung

Ramsay & Huber 1987

Drei StörungstypenDrei Störungstypen

AbschiebungAbschiebungNormal fault

BlattverschiebungStrike-slip fault

Aufschiebung / ÜberschiebungReverse fault / thrustReverse fault / thrust

Verschiebungssinn bei Verschiebungssinn bei BlattverschiebungenBlattverschiebungengg

linkslaterali i t l

rechtslateralsinistral l

dextral

StörungstypenStörungstypen

AbschiebungNormal fault

Hangendes nach unten

Aufschiebung / Aufschiebung / ÜberschiebungReverse fault /

Hangendes nach oben

thrust

HorstHorst‐‐ und Grabenbildungund Grabenbildung

H i t l K t d hHorizontale Krustendehnung

HorstHorstHorstHorst

StaffelbruchStaffelbruch

GrabenGrabenGrabenGraben

Übung: Übung: ggStörungszoneStörungszone

a. Block mit einer horizontalen Oberfläche und einer i f ll d K hl hi hteinfallenden Kohleschicht

b. der gleiche Block mit einem Stö tStörungsversatz

c. Situation nach Erosion

Zeichnen Sie die Position der Kohleschicht während der Störungsphase und nach der Erosion in die Biockdiagramme ein.

Art der Verformung hängt ab von: Art der Verformung hängt ab von:

Stockwerk in ErdkrusteStockwerk in Erdkruste

oberflächennahoberflächennah In TiefeIn Tiefe

Meschede 1994Meschede 1994

Bruchhafte Strukturen Stö lüft

Bruchhafte Strukturen Stö lüft

Duktile Strukturenz.B. Falten, metamorphe

Duktile Strukturenz.B. Falten, metamorphe

z.B. Störungen, Klüftez.B. Störungen, Klüfte FoliationFoliation

Falten ‐ Nomenklatur

Öff i k lÖffnungswinkel

Blaschke, 1989

Orientierung der Faltenachseg

Falte mit Falte mit Falte mit horizontaler Achse abtauchender

Achse

Press & Siever 2003Press & Siever 2003

Orientierung der Faltenachsenfläche

vergente Falte

Press & Siever 2003

Faltenformen und Kartenbild

symmetrisch

A BC CB A

C CA AB B

Grasemann 2003

Achsenebene steht vertikal, Faltenachse horizontal,

Schenkel fallen entgegen gerichtet mit gleichem Betrag einSchenkel fallen entgegen gerichtet, mit gleichem Betrag ein

Faltenformen und Kartenbildüb ki t F lt vergente Falte überkippte Falte

asymmetrischy

Grasemann 2003

Achsenebene ist geneigt, Schenkel fallen auf einer Seite steiler ein als auf der

Achsenebene ist geneigt, beide Schenkel fallen in die gleiche Richtung einauf einer Seite steiler ein als auf der

anderen, Achse horizontalfallen in die gleiche Richtung ein,Achse horizontal

Orientierung der Faltenachseg

Falte mit Falte mit Falte mit horizontaler Achse abtauchender

Achse

Press & Siever 2003Press & Siever 2003

Faltenformen und Kartenbildaufrechte, abtauchende

Antiklineaufrechte, abtauchende

Synkline

Grasemann 2003

abtauchende Falten → Achse taucht ab, d.h. ist geneigt

Tragen Sie die folgenden Elemente einer Falte in das Aufgabenblatt ein:

Faltenlänge / Wellenlänge

Faltenhöhe / Amplitude

F lt i lFaltenspiegel

Inflexionspunkt / Faltenumbiegung

Faltenscharnier

Faltenschenkel

Faltenachsenfläche

Faltenachse

Faltenschenkel

Faltenachse

SattelMulde

Tragen Sie die folgenden Elemente einer Falte in das Aufgabenblatt ein: Lösungdas Aufgabenblatt ein: Lösung

F lt i l

FaltenachsenflächeSattel

Faltenspiegel

Faltenlänge Faltenhöhe /

Faltenscharnier

AmplitudeWellenlängeFaltenachse

Inflexionspunkt / Faltenumbiegung

WellenlängeFaltenachse

Mulde