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Vorlesung Allgemeine Geologie

Vorlesung Allgemeine Geologie. SS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00 Uhr Prof. Dr. E. Wallbrecher Teil 17. Die Strukturgeologie umfaßt:. Deformation Transport von Lithosphärenteilen Rotation. Der Bertachtungsbereich geht vom Kristallgitter bis zur Lithosphärenplatte.

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Presentation Transcript

  1. Vorlesung Allgemeine Geologie SS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00 Uhr Prof. Dr. E. Wallbrecher Teil 17

  2. Die Strukturgeologie umfaßt: Deformation Transport von Lithosphärenteilen Rotation Der Bertachtungsbereich geht vom Kristallgitter bis zur Lithosphärenplatte Jedes Lithosphärenstück ist Kräften ausgesetzt, die verschieben, verdrehen, deformieren. Ursachen global (z.B. Plattenbewegung) lokal (z.B. Bergstrurz)

  3. Material reagiert mit Deformation oder Bruch Translation Rotation Deformation kann sein: vorübergehend: elastische Deformation viskoses Fließen permanent: plastische Deformation Bruch

  4. Gefüge (Kristallgitter bis Lithosphärenmaßstab) Mylonit (Rodl-Störung) Kalkschiefer (Platania, Pilion) Wissenbacher Schiefer, Harz Anti-Atlas, Marokko

  5. Gefügeelemente Gefügeelemente können sein: penetrativ nicht penetrativ

  6. Kräfte: • Körperkräfte (z.B. Gravitation) • Flächenkräfte (z.B. Spannung)

  7. Kraft: Spannung: Kräfte und Spannungen

  8. datierter Deformationspfad Deformationspfad Deformationspfade

  9. t0 t1 Deformierter Trilobit Undeformierter Trilobit Deformierter Oolith Undeformierter Oolith Indikatoren (marker) für finite Deformation z.B. Fossilien z.B. Sediment- Strukturen

  10. Gravitation und lithostatischer Druck Gravitation: F = m g; g = 9.81 m/sec2 F = r V g; r = spez. Gewicht, V= Volumen F = r H A g lithostatischer Druck: slith = F/A = r g H

  11. F F 1) kompressiv A 2) dehnend A FAB A FAB = - FBA B FBA Flächenkräfte: Wenn keine Translation oder Rotation erfolgen soll:

  12. F Fn Normalkraft A Fs Scherkraft Negativ: dextral Positiv: Sinistral Zerlegung von Kräften: F = Fn + Fs Vorzeichen-Vereinbarung für Scherkräfte:

  13. s sn Normalspannung A ss Scherspannung Zerlegung von Spannungen: Spannungsvektoren können genauso wie Kraftvektoren zerlegt werden: s = sn + ss Für Vorzeichen gilt das gleiche wie für Kräfte

  14. s2AB s1AB B A A B Fläche 2 s1BA Fläche1 s2BA Spannungs-Ellipsoid Spannungszustand in einem Punkt Wir denken uns unendlich viele Flächen, die alle durch einen Punkt P gehen. Auf jede Fläche wirkt ein Spannungsvektor.

  15. Das Spannungs-Ellipsoid

  16. Hauptnormalspannungen Die Spannungen in Richtung der Achsen des Ellipsoides werden als Hauptnormal- Spannungen (principal stresses) bezeichnet. In diesen Richtungen sind die Scherspannungen null. s3 s1 s2 s1 > s2 > s3

  17. Umrechnungen 1 mbar = 102 Pa = 1 Hektopascal 1 bar = 105 Pa 1 kbar = 108 Pa = 100 Mpa 1 Mpa = 106 Pa = 10 bar 1 Gpa = 109 Pa = 10 kbar

  18. Spannungsfelder und –trajektorien 1 1.) reine Gravitation ohne tektonische Spannungen: Koordinaten: x nach N y nach E z nach unten = 26.7 MPa Nach Means, 1976

  19. Spannungsfelder und –trajektorien 2 Spannungen in sxx und syy: Bei isotropem Material gilt: sxx = syy: nGranit = 0.25 Elastizität: Poissonsche Zahl (n) Nach Means, 1976

  20. Spannungsgradienten Spannungstrajektorien Ähnliche Rotations- Ellipsoide Spannungen in einem Profil Nach Means, 1976

  21. isotrope Lage Spannungstrajektorien Tektonische Spannungen 1.) szz = s2; syy = s1; sxx = s3 isotrope Lage 2.)isotrop: syy = szz = s1= s2 3.) szz = s1; syy= s2;sxx = s3 Nach Means, 1976

  22. Spannungstrajektorien an einem kreisförmigen Hohlraum Beispiele für Spannungstrajektorien Umgezeichnet nach Means, 1976

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