7/21/2019 StrukturgeologieI III

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Strukturgeologie

Proseminar Ws 2004/05

Mo 12.00 – 13.30Prof. Dr. E. Wallbrecher 

Teil 3

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Makroskopische Deformations-Strukturen

 bruchlose (duktile)Deformation  penetrative Deformation

 bruchhafte Deformation nicht penetrative Deformation

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Druchlose Deformation: Falten

Falten sind Krümmungen flächiger Vorzeichnungen

Falten sind Krümmungen flächiger Vorzeichnungen

Primäre Anlagerungsgefüge sind keine Falten

Primäre Anlagerungsgefüge sind keine Falten

Wenn die stratigra-

 phische Abfolgeunbekannt ist,verwendet man die

BegriffeAntiform

und

Synform

Wenn die stratigra-

 phische Abfolgeunbekannt ist,verwendet man die

BegriffeAntiformund

Synform

Sattel,

Antikline

Mulde,

Synkline

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Unterscheidung von Falten

Form

Lage im Raum

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Elemente einer Falte

Aus: Wallbrecher, 1986

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Faltenscharnier und Faltenschenkel

Aus: Wallbrecher, 1986

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Falten-Amplitude

Amplitude

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Faltenspiegel

Aus: Wallbrecher, 1986

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Öffnungswinkel

 s c   h  w

 a c   h   g  e n t  l  e 

 o  f  f  e  n

  o    p  e  n  

   g    e   s   c

     h    l   o

   s   s   e   n

c   l     o   s   e   

d     

    e    n    g  

      t       i     g       h      t

        i     s      o 

        k       l

        i     n     a        l

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Geometrische Klassifikation

unregelmäßig

1

zylindrisch

2

konisch

3

Faltenprofile

1 verschieden2 kongruent

3 ähnlichUmgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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Zylindrische Falten

Allgemeiner Zylinder:

Alle Flächeninkremen-te sind // zur Faltenach-se

Allgemeiner Zylinder:Alle Flächeninkremen-te sind // zur Faltenach-se

Flächennormalen liegenin einer Ebene

Flächennormalen liegenin einer Ebene

TautozonalitätTautozonalität

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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Projektionsmethoden

stereographischeProjektion

stereographischeProjektion

P

P'Projektions-Ebene

L  i   n  e  a  r  

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Darstellung in einer Projektion

Faltenachse (β)Faltenachse (β)

π-Kreisπ-Kreis

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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Gürtelverteilungen

 N

π-Kreisπ-Kreis

71 Daten

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Beispiele für Gürtelverteilungen

1

1.76

3.095.45

9.59

1

1.72

2.96

5.10

8.79

Meatiq Lineation   Meatiq Foliation

624 Data   613 Data N   N

1

1.76

3.095.45

9.59

1

1.72

2.965.10

8.79

Meatiq Lineation   Meatiq Foliation

624 Data   613 Data N   N

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Die Faltenachsenflächesymmetrische

Falteasymmetrische

Falte

gebogeneFaltenachsenfläche

tautozonalunregelmäßig

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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Achsenflächenschieferung

Psara/ChiosGriechenland

Psara/Chios

Griechenland

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Konische Falten

κκ

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Symmetrie

gleich-schenklig

ungleich-schenklich

zylindrisch

konisch

rhombisch

monoklin

monoklin

triklin

Faltenprofil

gleichschenklig ungleichschenklig

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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Die Lage von Falten im Raum bezogen auf

die Faltenachsedie Faltenachse

die Faltenachsenflächedie Faltenachsenfläche

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Faltenachse

horizontalhorizontal

eintauchendeintauchend

vertikal (Schlingen)vertikal (Schlingen)

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Faltenachsenfläche

aufrechte Falteaufrechte Falte

vergente Faltevergente Falte

liegende Falteliegende Falte

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Vergenz und Faltenspiegel

a

a: aufrecht, symmetrischa: aufrecht, symmetrisch

 b  b: vergent, symmetrisch b: vergent, symmetrischcc: aufrecht, asvmmetrischc: aufrecht, asvmmetrisch

dd: vergent, asymmetrischd: vergent, asymmetrische

e: vergent, asymmetrische: vergent, asymmetrischf 

f: vergent, asymmetrischf: vergent, asymmetrisch

g

g: liegend, asymmetrischg: liegend, asymmetrisch

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

li

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Klinenz

a a: Südvergenz, keine Klinenza: Südvergenz, keine Klinenz

 b  b: keine Vergenz, Nordklinenz b: keine Vergenz, Nordklinenz

cc: Südvergenz, Südklinenzc: Südvergenz, Südklinenz

d

d: Südvergenz, Nordklinenzd: Südvergenz, Nordklinenz

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

V ik l F l h (S hli )

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Vertikale Faltenachsen (Schlingen)

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

S il F l h

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Steile Faltenachsen

Steile Faltenachsen in Kalkschiefern (Platania/VolosGriechenland

Steile Faltenachsen in Kalkschiefern (Platania/VolosGriechenland

tik l F lt h

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vertikale Faltenachse

Gebel Meatiq, Östliche Wüste, ÄgyptenGebel Meatiq, Östliche Wüste, Ägypten

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D t ll i F lt i d P j kti

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Darstellung einer Falte in der Projektion

Aus: Wallbrecher, 1986

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Falten in der Lagenkugel-

Projektion

Umgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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mögliche Verwechselungen

Aus Wallbrecher, 1986

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Sattel und Mulde in derProjektion

Aus Wallbrecher, 1986

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Der Öffnungswinkel in derProjektion

Aus Wallbrecher, 1986

Isoklinal Falten

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Isoklinal-Falten

Aus Wallbrecher, 1986

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Faltenformen

konzentrischkonzentrisch

kongruentkongruentUmgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

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konzentrische Falten

Abscherungs-HorizontAbscherungs-Horizont

Disharmonische FaltenDisharmonische FaltenUmgezeichnet nach Wallbrecher, 1986

Die Isogonen

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Die Isogonen

Faltenformen und Isogonen

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Faltenformen und Isogonen

stark konvergierend

stark konvergierend schwach

konvergierend

schwachkonvergierend

 parallel

(kongruenteFalten)

 parallel

(kongruenteFalten)

konvergierend(konzentrische

Falten)

konvergierend(konzentrische

Falten)

divergierenddivergierend

I i i F l

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Isogonen in einer Faltensequenz

Bestimmung der Schichtmächtigkeit

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Bestimmung der Schichtmächtigkeit

S

S

α

d α

S

S

α

d α

1.0

0.0

0.5

d 

a

90°

konzentrische

  Falten

k   o   n    g   

r   u   e   n   

t    e   

 F    a   l    t    e   n   

mit S = 1 ist:d = cosα

mit S = 1 ist:d = cosα

Faltenform (Fourier-Koeffizienten)

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Faltenform (Fourier Koeffizienten)

Polynomform einer Kurve:  K

++++== 32)(   dxcxbxa x f  y

harmonische Analyse:

Kα α α α  3cos2coscos)( 3210   aaaa f  y +++==

K

α α α  3sin2sinsin 321   bbb +++

Faltenumbiegung = Ursprung: Cosinus-Terme fallenheraus. Gerade b-Koeffizienten fallen ebenfalls heraus.

α α α 

5sin3sinsin 531   bbb y ++=

Bedeutung der Fourier-Koeffizienten

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Bedeutung der Fourier Koeffizienten

y = b3sin3x

y = b1sinx

y=b1sinx+b3sin3x

Faltung und Deformation

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Faltung und Deformation

Einengung:

10% 30%

50%

Biegefaltung

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Biegefaltung

Sander 1948

Lage der Strain-Ellipsoide

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Lage der Strain Ellipsoide

Undeformierte Schicht mitkugeligen VorzeichnungenUndeformierte Schicht mitkugeligen Vorzeichnungen

Biegefalte mit neutraler LageBiegefalte mit neutraler Lage

neutrale Lage

lange Achse senkrecht auf Faltenachse

Lange Achse // zur Faltenachse

Biege-Scherfalte

(ohne neutrale Lage)

Biege-Scherfalte

(ohne neutrale Lage)

Kreisschnitte

Form der Deformationsellipsen

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Form der Deformationsellipsen

neutrale Lage

λ1λ3

λ1λ3

Faltung und Verkürzung

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g g

20% Verkürzung

50% Verkürzung

Veränderung von linearen durch

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FaltungΘ

ψ

φ

Θ φ < Θ < ψφ < Θ < ψ

Verhalten linearerV i h b i Bi f lt

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Vorzeichnungen bei Biegefaltung

über neutraler 

Lage

neutrale Lage

unter N. L.

Scherfalte

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Scherfalte

Ideale kongruente

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Falte

gebildet durch Scherungauf Flächen schief zur ge-falteten Lage.

gebildet durch Scherungauf Flächen schief zur ge-falteten Lage.

Die Scherrichtung muß

nicht senkrecht auf der Faltenachse sein.

Die Scherrichtung muß

nicht senkrecht auf der Faltenachse sein.