Grundlagen Der Tektonik: Kräften Und Spannungen Der Erde Auf Der Spur

ISBN-13: 9783662580783 / Niemiecki / Miękka / 2018 / 278 str.

Claus-Dieter Reuther

Opis

Kräften und Spannungen der Erde auf der Spur Kräfte aus dem Inneren der Erde bauen Spannungen in den Kontinenten und den Böden der Ozeane auf. Gesteine werden zerbrochen, gegeneinander geschoben, übereinander gestapelt und gefaltet. So entstehen tektonische Strukturen, die den Bau und die Entwicklung von Gebirgen und Meeresbecken charakterisieren. Claus-Dieter Reuther erklärt klar und verständlich die theoretischen Grundlagen der Tektonik - Kräfte und Spannungen - sowie die Deformationsarten und die Mechanismen der Verformung, die damit verbunden sind. Anschaulich beschreibt und erklärt er die daraus resultierenden tektonischen Strukturen: Klüfte, Abschiebungen, Horizontalverschiebungen, Aufschiebungen, Falten etc. Hervorzuheben sind die zahlreichen farbigen Grafiken und Fotos. Kenntnisse über die Entstehung tektonischer Strukturen finden ihre praktische Anwendung z. B. in der Exploration und Analyse bestimmter Lagerstätten oder in der Messung aktueller Spannungszustände an tektonischen Strukturen, die Hinweise auf mögliche Gefahren, z. B. an Gebirgshängen und in Erdbebengebieten, geben. Das Buch wendet sich an eine geologisch interessierte Leserschaft, insbesondere an Studierende der geowissenschaftlichen Bachelor-Studiengänge.

Spis treści

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 ψ und Scherverformung γ.- 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.

O autorze

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.

Blurb

Kräften und Spannungen der Erde auf der Spur

Kräfte aus dem Inneren der Erde bauen Spannungen in den Kontinenten und den Böden der Ozeane auf. Gesteine werden zerbrochen, gegeneinander geschoben, übereinander gestapelt und gefaltet. So entstehen tektonische Strukturen, die den Bau und die Entwicklung von Gebirgen und Meeresbecken charakterisieren. Claus-Dieter Reuther erklärt klar und verständlich die theoretischen Grundlagen der Tektonik – Kräfte und Spannungen – sowie die Deformationsarten und die Mechanismen der Verformung, die damit verbunden sind. Anschaulich beschreibt und erklärt er die daraus resultierenden tektonischen Strukturen: Klüfte, Abschiebungen, Horizontalverschiebungen, Aufschiebungen, Falten etc. Hervorzuheben sind die zahlreichen farbigen Grafiken und Fotos. Kenntnisse über die Entstehung tektonischer Strukturen finden ihre praktische Anwendung z. B. in der Exploration und Analyse bestimmter Lagerstätten oder in der Messung aktueller Spannungszustände an tektonischen Strukturen, die Hinweise auf mögliche Gefahren, z. B. an Gebirgshängen und in Erdbebengebieten, geben. Das Buch wendet sich an eine geologisch interessierte Leserschaft, insbesondere an Studierende der geowissenschaftlichen Bachelor-Studiengänge. 

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.