Tektonische Spannungen und Gesteinsverformung

Tektonische Spannungen und Dehnungen

Tektonischer Stress

Gestein wird 3 Arten von tektonischen Spannungen ausgesetzt:

1. Kompression: Sie verursacht die Verkürzung und Verdickung der Gesteine. Diese Drücke stammen von konvergenten Plattenrändern und Transformstörungen.
2. Dehnungsspannung: Sie erzeugt Dehnung und Verdünnung der Gesteine durch Dekompression. Sie kann auch entstehen, wenn Gesteine, die unter Kompressionsspannung standen, entlastet werden.
3. Scherung: Hierbei wirken Drücke auf eine bestimmte Fläche in entgegengesetzter Richtung. Diese Art von Spannung entwickelt sich an Verwerfungen und schrägen Kanten.

Tektonische Verformungen

Es gibt 2 Arten der Verformung in Gesteinen:

1. Plastische Verformung: Tritt auf, wenn Gesteine ein duktiles Verhalten aufweisen und sich aufgrund ihrer Plastizität verformen. Plastische Verformungen sind oft kontinuierlich. Das häufigste Beispiel sind Falten.
2. Bruch oder Sprödbruch: Tritt auf, wenn Gesteine ein sprödes Verhalten zeigen und ihre Widerstandsgrenze überschreiten. Diese Verformungen werden als diskontinuierlich bezeichnet. Beispiele sind Diaklasen, Verwerfungen und Hauptverschiebungen. Die wichtigsten davon sind Verwerfungen.

Falten

Dies sind kontinuierliche, plastische Verformungen. Sie entstehen durch Druckspannungen, die zur Krümmung von Strukturen wie Schichtung oder Schieferung führen, welche ursprünglich flach waren.

Elemente einer Falte

1. Faltenscharnier: Dies ist der Bereich der maximalen Krümmung der Falte. Die Linie, die die Scharniere verbindet, wird als Faltenscharnierlinie oder Faltenachse bezeichnet.
2. Streichrichtung: Dies ist der Winkel, den die Faltenachse mit der geographischen Nord-Süd-Richtung bildet.
3. Achsen-Ebene: Dies ist die Ebene, die alle Scharnierlinien enthält. Die Achsen-Ebene teilt die Falte in zwei Teile, die Flanken oder Schenkel.
4. Einfallen / Neigung: Der Winkel, den die Oberfläche jedes Schenkels mit einer horizontalen Ebene bildet.
5. Faltenkern: Der innerste Teil einer Falte.

Klassifizierung von Falten

Nach der Form des Profils

• Antiform: Sie haben ein nach oben konvexes Profil. Wenn die ältesten Gesteine im Kern liegen, werden diese Falten als Antiklinalen (Sättel) bezeichnet.
• Synform: Sie haben ein nach oben konkaves Profil. Diese Falten werden als Synklinalen (Mulden) bezeichnet, wenn die jüngeren Materialien im Kern liegen.

Nach ihrer Symmetrie

• Symmetrische Falten: Sie weisen eine Symmetrie bezüglich der Achsen-Ebene auf.
• Asymmetrische Falten: Sie weisen keine Symmetrie bezüglich der Achsen-Ebene auf.

Verwerfungen

Eine diskontinuierliche Verformung, bei der eine Bewegung entlang einer Bruchfläche stattfindet, die zwei Gesteinsblöcke trennt.

Elemente einer Verwerfung

1. Verwerfungsfläche: Die Bruchfläche. Sie teilt den Gesteinskörper in zwei Blöcke oder Schollen: den hängenden Block und den liegenden Block.
2. Streichrichtung der Verwerfung: Der Winkel, den eine horizontale Linie auf der Verwerfungsfläche mit der geographischen Nord-Süd-Richtung bildet.
3. Einfallen / Neigung: Der Winkel, den die Verwerfungsfläche mit einer gedachten horizontalen Ebene bildet.
4. Versatzbetrag: Der Abstand, gemessen auf der Verwerfungsfläche, der zwei Punkte trennt, die vor dem Bruch zusammenlagen.

Arten von Verwerfungen

• Abschiebung (Normale Verwerfung): Wird durch Dehnungsspannungen verursacht, die zu einer Verlängerung und Ausdünnung des Geländes führen.
• Aufschiebung (Reverse Verwerfung): Entsteht durch Druck- oder Scherbeanspruchung, die den Boden verkürzen und verdichten.
• Blattverschiebung (Horizontalverschiebung): Entsteht durch Druck- oder Scherbeanspruchung. Die Blöcke bewegen sich horizontal, sodass der Versatz parallel zur Streichrichtung verläuft.