Grundlagen der Tektonik

Claus-Dieter Reuther ist Professor für Allgemeine und Regionale Geologie am Geologisch-Paläontologischen Institut der Universität Hamburg. Er forscht über Geodynamik, Neotektonik, Georisiken in Europa, Südamerika und Australien und lehrt Allgemeine Geologie (System Erde), Tektonik/Angewandte Geologie sowie Regionale Geologie von Europa, Australien und Südamerika.

A Die Erde als dynamischer Körper.- 1 Grundlagen der Tektonik und Strukturgeologie.- 2 Kräfte in der Lithosphäre.- 2.1 Körperkräfte und Oberflächenkräfte.- 2.2 Abriss zur dynamischen Entwicklung unserer Erde.- B Tektonische Strukturen.- 3 Brüche.- 3.1 Definition und Mechanismen der Bruchausbreitung.- 3.2 Bruchmechanik.-3.2.1 Entstehung von Zugbrüchen.- 3.2.2 Entstehung von Extensionsbrüchen.- (Longitudinales "splitting").- 3.2.3 Entstehung von Scherbrüchen.- 4 Klüfte.- 4.1 Definition zu Klüften und Kluftsystemen.- 4.2 Kluftstrukturen.- 4.2.1 Haupt- und Nebenklüfte.- 4.2.2 Besenstrukturen.- 4.3 Kluftentstehung im lokal- und regional-geologischen Kontext.- 4.3.1 Nicht-tektonische Klüfte.- 4.3.2 Tektonische Klüfte.- 4.4 Kluftanalyse.- 4.4.1 Geometrische Beziehung von Klüften zueinander.- 4.4.2 Übergang zwischen verschiedenen Klufttypen.- 4.5 Gänge.- 4.5.1 Entstehung magmatischer Gänge.- 4.5.2 Sedimentäre Gänge.- 5 Verwerfungen.- 5.1 Terminologie von Verwerfungen.- 5.2 Bewegungssinn von Verwerfungen.- 5.3 Zusammenhang zwischen Verwerfungsart und Hauptspannungsrichtungen.- 5.4 Verwerfungen im krustalen Spannungsfeld.- 6 Abschiebungen.- 6.1 Definition.- 6.2 Dehnungstektonik und ihre Ursachen.- 6.3 Nomenklatur und Geometrie von Abschiebungen.- 6.4 Schichtverbiegungen und Faltung an Abschiebungen.- 7 Horizontalverschiebungen.- 7.1 Terminologie.- 7.2 Horizontal verschiebungstektonik und ihre Ursachen.- 7.2.1 Transformstörungen.- 7.2.2 Horizontalverschiebungen (transcurrent.- faults).- 7.3 Mechanik von Horizontalverschiebungen.- 7.3.1 Horizontalverschiebung bei reiner Scherung.- 7.3.2 Horizontalverschiebung bei einfacher Scherung.- 7.3.3 Verbindungsstrukturen.- 7.3.4 Transpression und Transtension.- 8 Auf- und Überschiebungen.- 8.1 Definitionen.- 8.2 Auf- und Überschiebungstektonik.- 8.2.1 Plattentektonische Konvergenzzonen.- 8.2.2 Weitere Ursachen von Auf- und Überschiebungen.- 8.3 Klassifikation und Kinematik von Auf- und Überschiebungen.- 8.4 Nomenklatur von Auf- und Überschiebungen.- 9 Inversionstektonik - Reaktivierung präexistenter Krustenstrukturen.- 9.1 Definition.- 9.2 Positive Inversion.- 9.3 Negative Inversion.- 9.4 Reaktivierung von Grabenstrukturen als Horizontalverschiebungen.- 10 Falten.- 10.1 Definition.- 10.2 Tektonischer Rahmen und Mechanismus von Faltung.- 10.2.1 Elemente und Geometrie von Falten.- 10.2.2 Faltungsmechanismen.- 10.2.3 Zusammenwirken verschiedener Faltungsmechanismen bei der Entwicklung von Sekundärstrukturen in Falten.- 10.3 Falten und Spalten.- 10.4 Atektonische Falten.- 10.4.1 Fließfalten.- 10.4.2 Rutschfalten.- 11 Foliation und Lineationen.- 11.1 Definition.- 11.2 Tektonite.- 11.3 Foliationen.- 11.3.1 Mechanismen zur Entstehung von Schieferungen.- 11.3.2 Morphologische Klassifizierung von Schieferungen.- 11.3.3 Die Beziehungen zwischen Schieferung und Falten.- 11.3.4 Geometrische Beziehungen zwischen Faltenbildung und gleichzeitiger Schieferung.- 11.3.5 Schieferung in duktilen Scherzonen.- 11.4 Lineationen.- 11.4.1 Strukturelle Lineationen.- 11.4.2 Boudin-Linien und Boudinage.- 11.4.3 Mullions.- 11.4.4 Minerallineationen.- 11.4.5 Nicht-penetrative Lineationen.- 12 Diapirismus.- 12.1 Definition.- 12.2 Gneis-Dome.- 12.3 Salzstöcke.- 12.3.1 Übersicht der Salzstrukturen.- 12.3.2 Salztektonik.- 12.3.3 Gravitativ bedingte Salzbewegung.- 12.4 Halotektonischer Diapirismus.- 12.4.1 Tektonische Extension und Salzdiapirismus.- 12.4.2 Tektonische Kompression und Salzdiapirismus.- 12.4.3 Salzdecken.- 12.4.4 Passiver Salzdiapirismus.- 12.4.5 Salzbewegungen durch gravitativ bedingte Extension und Kompression2.- 13 Neotektonik.- 13.1 Defintion.- 13.2 Wechselbeziehungen zu geowissenschaftlichen Nachbardisziplinen.- 13.2.1 Fernerkundung.- 13.2.2 Geodäsie.- 13.2.3 Tektonische Geomorphologie / Morphotektonik.- 13.2.4 Paläoseismologie.- 13.2.5 Seismotektonik.- 13.2.6 Weitere geophysikalische Verfahren.- 13.2.7 Felsmechanik.- 13.3 In situ-Bestimmung aktiver Gesteinsspannungen.-13.3.1 Messungen an der Oberfläche.- 13.3.2 Oberflächennahe Messungen in flachen Bohrlöchern.- 13.3.3 Spannungs bestimmungen in tiefen Bohrlöchern.- 13.4 Ermittlung von potentiell aktiven Verwerfungen mit Radon-Messungen im Bodengas.- 13.5 Neotektonik und Georisiken.- 13.5.1 Tsunamis.- 13.5.2 Bergstürze und Massenbewegungen.- 13.5.3 Erdfälle in der Folge von Salztektonik.- 13.6 Altersbestimmung in der Neotektonik.- 14 Tektonik und Klima.- 14.1 Wechselwirkungen zwischen Tektonik und Klima.- 14.2 Regionale Beispiele.- 14.2.1 Die Anden.- 14.2.2 Das Ostafrikanische Grabensystem.- 14.3 Plattentektonik und Klima.- C Theorie und Auswertung.- 15 Spannungen.- 15.1 Allgemeine Definition von Spannung.- 15.2 Der Spannungsbegriff.- 15.3 Spannungszustand an einem Punkt.- 15.3.1 Spannungsellipsoid.- 15.4 Der Mohr'sche Spannungskreis.- 15.4.1 Maximale Scherspannung.- 15.4.2 Reine Scherspannung.- 15.5 Grenzen der Spannung.- 15.5.1 Der Bruch des Gesteins.- 15.5.2 Reibung.- 15.5.3 Bruchkriterium für Zugbrüche.- 15.5.4 Auswirkungen von Porenflüssigkeiten auf das Bruchverhalten und Reibungsgleiten von Gesteinen.- 16 Deformation.- 16.1 Definition.- 16.2 Arten der Deformation.- 16.2.1 Translation, Rotation, interne Deformation und Volumenänderung.- 16.2.2 Homogene Deformation und inhomogene Deformation.- 16.3 Deformationsanalyse.- 16.3.1 Lineare Deformation.- 16.3.2 Winkelscherung   und Scherverformung Gamma.- 16.3.3 Volumenverformung.- 16.3.4 Deformationsellipsoid.- 16.3.5 Allgemeine Verformung von Linien.- 16.3.6 Infinitesimale Verformung und finite Deformation.- 16.3.7 Die Deformationsgleichungen.- 16.3.8 Der Mohr'sche Deformationskreis.- 16.3.9 Reine versus einfache Scherung.- 16.3.10 Teilchenbewegung bei progressiver Deformation.- 17 Verformungsverhalten.- 17.1 Zusammenhang zwischen Spannung und Deformation.- 17.1.1 Elastische Verformung.- 17.1.2 Viskose Verformung.- 17.1.3 Plastische Verformung.- 17.1.4 Spröde und duktile Gesteinsdeformation.- 17.1.5 Spannung und Gesteinsdeformation.- 17.2.1 Elastizitätsmodul.- 17.2.2 Poisson-Zahl.- D Anwendung in der Praxis.- 18 Angewandte Tektonik.- 18.1 Tektonische Strukturen und Lagerstätten.- 18.1.1 Strukturbedingte Erzlagerstätten und nichtmetallische Minerallagerstätten.- 18.1.2 Strukturbedingte Erdöl- und ErdgasLagerstätten.- 18.2 Tektonische Strukturen und Grundwasser.- 18.2.1 Überblick Grundwasser.- 18.2.2 Strukturgeologische Beispiele.- 18.3 Tektonische Strukturen und.- Geothermie.- 18.3.1 Überblick Geothermie.- 18.3.2 Tektonik und Geothermie.- 18.4 Tektonische Strukturen und.- Baugeologie.- 19 Einmessung und graphische Darstellung von Flächen und Linearen.- 19.1 Messungen mit dem Geologenkompass im Gelände.- 19.2 Graphische Darstellung von Flächen und Linearen.- 19.3 Eintragung von Flächen und Linearen in das Schmidt'sche Netz.- Literatur.