Geologische Gesteinsverformung und Metamorphose

Die Hauptverantwortung für die Verformung der Gesteine liegt bei gewaltigen Kräften, die aus der Dynamik der Erdkruste resultieren. Es ist wichtig, die Spannungen (Kraft pro Flächeneinheit) wie Kompression, Scherung und Dehnung (Entspannung) zu verstehen.

Arten der Gesteinsverformung

• Elastische Verformung: Diese Verformung ist temporär. Während das Gestein einer Belastung ausgesetzt ist, verformt es sich, kehrt aber schnell in seine ursprüngliche Form zurück, sobald die Krafteinwirkung beendet ist.
• Plastische Verformung: Dies ist eine bleibende Verformung. Wenn die Krafteinwirkung endet, bleibt die Veränderung bestehen und das Gestein deformiert. Daraus entstehen tektonische Strukturen wie Falten.
• Spröde Verformung: Sie führt zu Brüchen, Verwerfungen und Diaklasen (Klüften).

Einflussfaktoren auf das Verformungsverhalten

Viele Faktoren beeinflussen das Verhalten von Gesteinen bei der Verformung:

• Druck und Temperatur: Bei hohem Druck und hoher Temperatur verhalten sich Materialien duktil statt spröde.
• Zusammensetzung und Struktur des Gesteins.
• Intensität der Krafteinwirkung (Anstrengung).
• Flüssigkeitsgehalt im Gestein.

Plastische Verformung: Falten

Falten sind Strukturen, die aufgrund von seitlichen Druckkräften gebildet werden. Ihre Bestandteile sind:

• Scharnier (Gelenk): Der Bereich der maximalen Krümmung oder Verbiegung.
• Konvergenz: Der Winkel der axialen Ebene.
• Kern: Der innerste Teil der Falte.

Falten werden nach ihrer Stellung, Konvergenz und der Dicke der Schichten entlang der Falte klassifiziert.

Spröde Verformung: Klüfte und Verwerfungen

Je nachdem, ob ein Versatz (Dislokation) der gebrochenen Blöcke erfolgt oder nicht, unterscheidet man zwei Arten diskontinuierlicher Deformationen:

• Diaklasen (Klüfte): Eine Art von Fraktur ohne Versatz. Klüftungssysteme können mit Verwerfungen in Verbindung stehen und als Risse oder Spalten im Gestein erkannt werden. Sie können gleichzeitig mit der Gesteinsbildung entstehen.
• Verwerfungen (Störungen): Tektonische Strukturen, die durch Spannungs-, Kompressions- oder Scherkräfte entstehen. Bei sprödem Material führt dies zu einer Dislokation der Blöcke auf beiden Seiten der Bruchebene.

Metamorphose der Gesteine

• Regionalmetamorphose (Temperatur, Druck): Unterteilt in Epizone (Schiefer), Mesozone (Glimmerschiefer) und Katazone (Gneis).
• Kontaktmetamorphose (Temperatur): Entsteht durch die Nähe zu Magma, z. B. Hornfels (Cornubianit) und Marmor.
• Versenkungsmetamorphose: Verursacht durch das Gewicht der Sedimente (Druck).
• Dynamometamorphose (Druck, Temperatur): Tritt an Verwerfungsflächen (Pladefalla) auf; ein typisches Gestein ist der Kataklasit.