Eigenschaften und Entwicklung von Scherzonenverzweigungen

• Antragsteller: Professor Dr. Cornelis Passchier, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253352143

Duktile Scherzonen werden in der Regel als gerade, scheibenförmige Bereiche intensiver Deformation mit einfachen Vortizitäts- und Stressgradienten vorgestellt. Die meisten Scherzonen haben jedoch eine komplexere Geometrie und sind Teil eines Netzwerks von miteinander verbundenen Zonen unterschiedlicher Ausrichtung, die sich in komplexer Weise verzweigen. Zahlreiche Untersuchungen über die Verzweigung und die Vernetzung spröder Störungen liegen vor, vor allem aus 3D-Daten bei der Öl- und Gasindustrie. Allerdings ist wenig über die Verzweigung duktiler Scherzonen und die Art und Weise, in der sie sich generieren und entwickeln, bekannt. Eine weitere offene Frage ist, inwiefern sich duktile Fließbedingungen der Umgebung auf die Festigkeit der Kruste auswirken. In einigen Scherzonen sind spröde Störungen in Form geöffneter Adern möglich, gerade auch in Gesteinen mit niedriger Porosität wie z.B. der Granit. Die Kontaktbereiche der Scherzonen sind rheologische Schwächezonen in der kontinentalen Kruste und dienen als Pfad für Fluidbewegungen. Sie spielen daher eine wichtige Rolle für die Bildung von Erzlagerstätten und die Wahl von Endlagerstätten für radioaktiven Abfall. Dies führt entsprechend zu Veränderungen innerhalb der Atomanordnung der Ablagerungslagen des Granits. Die Vergabelungen von großen, krustenmaßstäblichen Scherzonen können eine wichtige Rolle bei der Interferenz von Krustenfragmenten innerhalb der Blattverschiebungen spielen. Im Fall der kontinentalen Krusten kann sich dies in Form einer Kollision und eines Zerbrechens durch Extension darstellen. Viele dieser großmaßstäblichen Scherzonen zeigen in einigen Fällen bedeutende Minerallagerstätte auf. Ein detailliertes Studium der verschiedenen Arten von Verzweigungen ausgewählter Scherzonen kann als Werkzeug verwendet werden, eine Erkennung von Scherzonen-Typen unter Berücksichtigung aller tektonischer Einstellungen zu entwickeln. Wir planen Untersuchungen beispielhaft an einigen sehr gut aufgeschlossenen Beispielen von Scherzone-Verzweigungen in Grimsel Graniten der Schweiz. Bei diesem Projekt soll die drei dimensionale Geländegeometrie erfasst werden, eine Auswertung der Mikrostrukturen erfolgen und die Assoziierung der spröden Störungen analysiert werden. Zudem sollen erstellte Computer-Modellierungen von vergabelten Scherzonensimulationen zur weiteren Unterstützen herangezogen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Boris J.P. Kaus; Dr. Mark Peternell; Professor Dr. Richard William White