Duktile Deformation granitoider Gesteine am Beispiel der

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Duktile Deformation granitoider Gesteine am Beispiel der Südarmorikanischen
Scherzone
J.Wojatschke
TU Bergakademie Freiberg, Institut für Mineralogie, Brennhausgasse 14, 09599 Freiberg, Deutschland
Abstract – Das Thema der duktilen Deformation an granitoiden Gesteinen wird in der folgenden Abhandlung näher
betrachtet. Beispielhaft dient als Grundlage die Südarmorikanische Scherzone. Zunächst wird darauf eingegangen, wie sich
das Gestein im duktilen Bereich verhält und wie man das, was man sieht, theoretisch darstellt und einordnen kann.
Anschließend gibt es dazu eine kurze Einführung in die regionale Geologie. Durch Dünnschliffbilder und Nahaufnahmen des
Gesteines wird die Ausbildung der typischen Strukturen in der Südarmorikanischen Scherzone aufgezeigt.
Einleitung
Differentialspannung
Duktile Deformation
Duktile
Deformation
ist
eine
irreversible
und
Verformungsrate
dargestellt werden. Im Falle eines Newton’schen
Verformung, die ohne Kohäsionsverlust im Bereich
Fluides
der Kristallkörner und größer abläuft, was bedeutet,
Viskosität mit der Temperatur linear abnehmen.
dass die Verformung im (sub-) mikroskopischen
Man
Bereich stattfindet. Sie wird durch inter- und
Diffusionsfließen (beschrieben durch das lineare
intrakristalline
Fließgesetz;
Relativbewegungen
ermöglicht.
z.B.
würde
unterscheidet
die
im
materialspezifische
duktilen
Bereich
korngrößenabhängig)
und
das
Duktiles Verhalten ist ein Prozess bei der die
Dislokationsgleiten, bzw. – kriechen (beschreibbar
Verformungsrate
durch
vom
Stress,
bzw.
einer
das
nichtlineare
Fließgesetz;
bestimmtem Differentialspannung (σ1 bis σ3)
korngrößenunabhängig), welches eine Kombination
abhängig ist.
aus Gleiten und Klettern der Dislokationsstelle ist.
Als Fließfestigkeit des Gesteins wird diejenige
Da
Differentialspannung bezeichnet, bei der das duktile
temperaturabhängig sind, finden sie erst in größerer
Fließen unter einer konstanten Verformungsrate
Tiefe
einsetzt. Im spröden Bereich kommt es beim
realistischen Bedingungen und Verformungsraten
Überschreiten der Festigkeit des Gesteins in der
zum Fließen zu bringen sind Temperaturen von
Regel zu einem Bruch und somit zu einem
über 300°C nötig, beim Feldspat sind es 500ºC. Bei
Spannungsabfall in dem betroffenen Bereich. Dies
normalen
findet im duktilen Bereich zumeist nicht statt. Es
Erdkruste setzt duktiles Fließen in einer Tiefe von
kann jedoch zu einem Anstieg kommen, was man
ca. 15 km ein.
die
duktilen
statt.
Um
Deformationsprozesse
Quarz
thermischen
bei
stark
geologischen
Bedingungen
in
der
dann als Verformungshärtung in der Rheologie
bezeichnet. Die Fließfestigkeit eines Materials ist
Scherzonen
stark von der Temperatur und der Verformungsrate
Man kann eine Scherzone als eine Verwerfung im
abhängig,
duktilen Bereich ansehen. Es werden wie im
nicht
aber
unbedingt
vom
spröden
Umschließungsdruck.
In
Form
Fließgesetzen
von
linearen
kann
die
und
nichtlinearen
Abhängigkeit
von
Bereich
vorbeibewegt,
bruchhaften
es
Gesteinsblöcke
kommt
Verformung,
jedoch
sondern
aneinander
zu
zu
keiner
einer
J.Wojatschke
kontinuierlichen,
da
ausreichend
hohe
Temperaturen und Drücke herrschen.
die Hauptspannungsachsen mit den Hauptachsen
des Würfels, bzw. auch des Strainellipsoides
zusammenfallen. Es kommt bei diesem Prozess zu
Deformationsmechanismen
keiner Rotation. Bei der Simple Shear Deformation
Es werden drei Arten der Deformation im duktilen
(Abb.2) findet diese rotationale Bewegung jedoch
angenommen. Zum einen Pure Shear (reine
statt. Aus einem Würfel würde ein Parallelogramm
Scherung oder auch koaxiale Deformation), Simple
werden, bei dem sich die Hauptachsen
des
Shear (einfache Scherung oder nicht-koaxiale
Strainellipsoides
des
Deformation) und General Shear. Letzteres ist eine
Scherprozesses verändern. Es kann hier sowohl zu
Kombination aus den beiden zuerst genannten
einer Verkürzung als auch zu einer Längung im
Deformationsprozessen.
Deformationsbereich
Als Ausdruck der Verformung nutzt man in der
ausgenommen all der Ebenen, die sich parallel der
Strukturgeologie
Scherzonengrenze
den
Verformungsellisoid).
Strainellipsoid
Er
wird
durch
(auch
drei
X
und
Z
während
kommen
bzw.
-ebene
(Abb.4),
befinden.
Sie
ändern ihre Länge während des gesamten Prozesses
orthogonal aufeinander stehenden Hauptachsen X,
nicht.
Y und Z beschrieben. Dabei ist X konventionell die
Winkeländerung, dem Scherwinkel ψ, der die
Achse der größten Längung und Z die Achse der
Änderung des rechten Winkels zwischen zwei
stärksten Verkürzung des Ellipsoides.
ursprünglich senkrechten Referenzlinien angibt.
Nehme man einen Würfel, dann würde beim Pure
Die Scherverformung γ (shear strain) ergibt sich
Shear (Abb.1) daraus ein Rechteck werden, bei dem
dann wie folgt: γ = tan ψ (Abb.3).
Abb.1: Pure Shear Deformation
Abb.3: Darstellung der Größen beim Simple Shear
Außerdem
kommt
es
zu
Abb.2: Simple Shear Deformation
Abb.4: Gleichzeitiges Auftreten von Dehnung
und Verkürzung
einer
Deformation von granitoiden Gesteinen der Südarmorikanischen Scherzone
Darstellung des Strainellipsoides
Längung erfahren, wiederum ist die Z-Achse
Die Einordnung des finiten Strainellipsoid kann mit
wesentlich kleiner als die anderen beiden (X = Y >
Hilfe des Flinn-Diagramms genauer beschrieben
1 > Z). Die Eins steht für die Ausgangssituation
werden (Abb.5). Diese Einteilung der Strain-
eines angenommenen Einheitskreises der Länge 1.
Geometrie erfasst das gesamte Gefüge im duktilen
Der zweite Fall ist die planare Deformation, auch
Bereich. Hiermit kann die Einteilung von S-, L-und
plain
S-L-Tektonit abgeleitet werden (Abb.5). Dabei
Winkelhalbierende im Flinn-Diagramm. Hierbei hat
wird die Form jedes beliebigen Ellipsoides durch
die X-Achse eine Längung erfahren und die Z-
nur
Achse ein Verkürzung während die Y-Achse ihre
zwei
Verhältnisse
(Elliptizitäten)
der
strain
genannt,
beibehält.
Es
dargestellt
kommt
durch
also
zu
die
Hauptdeformationsachsen zueinander darstellbar
Länge
einer
(Abb.6). Zum einen durch das Verhältnis der
Deformation, die nur in einer Ebene stattfindet (X >
längsten Achse zur intermediären (Ordinate a =
Y=1 > Z). Der letzte Fall ist die konstriktionale
X/Y) und zum anderen der kürzesten Achse zu
Verformung und damit die Entstehung eines
intermediären (Abszisse b = Y/Z). Allgemein ist die
prolaten Ellipsoides. Es erfolgt hier eine Längung
Formel für die Elliptizität R = (1+ ε1) / (1+ ε2),
in X-Richtung und Verkürzungen in Y- und Z (X >
wobei ε für die Elongation steht.
1 > Y ≥ Z). Alle anderen Verformungstypen sind
Unterschieden werden drei Idealfälle (Abb.5). Zum
dazwischen einzuordnen. Die Winkelhalbierende
einen die oblate Verformung des Ellipsoides oder
(plain strain) bildet dabei die Trennung des
auch flattening genannt, welches dem dargestellten
Bereiches der konstriktionalen Verformung zum
Fall auf der Abszisse entspricht. Dabei ist die X-
Bereich der Plättungsverformung.
Achse gleich der Y-Achse und beide haben eine
Abb.5: homogene Verformungstypen von Würfel und Kugel
Abb.6: Flinn Diagramm mit der Darstellung der
Verformung des Strainellipsoides und des Würfels;
durch K = (a-1) / (b-1) erfolgt die Unterscheidung der
verschiedenen Formen des finiten Ellipsoides
J.Wojatschke
Regionale Geologie (Keppie 1994; Neugebauer und Schönberg 1997)
Allgemeines
Tiefseerinne aus devonischer Zeit. Nördlich des
Die Armorikanische Scherzone (Abb.8) befindet
Armorikanischen Massivs wird angenommen, dass
sich in der heutigen Bretagne und bildet einen
es dort ozeanische Kruste gab, da im Lizard-
Ausläufer des Festlandes an der Westküste von
Komplex in Cornwall Ophiolithe vorhanden sind.
Frankreich
Aufgrund
(Abb.7).
Geologisch
gehört
die
paläomagnetischer,
paläontologischer
Bretagne zum Armorikanischen Massiv, welches
und fazieller Untersuchungen scheint die Trennung
sich erst im Devon vollständig entwickelt hat. Das
vom englischen Variszikum jedoch nicht sehr groß
Armorikanische Massiv umfasst in Gänze die
zu sein.
Bretagne, die westliche Normandie und Vendée. In
Während
östliche Richtung taucht das Massiv in die
Armorikanische Massiv mehr oder weniger ein Teil
mesozoischen Deckgebirgseinheiten des Pariser
des Nordgondwanarandes, da sich anhand der
Beckens und in südlicher Richtung in die
Paläomagnetik
mesozoisch - tertiären Einheiten des Aquitanischen
Nordwärtsdrift
Beckens ein. Durch den Schelf der Biscaya wird
rekonstruieren
des
Paläozoikums
und
das
-klimatologie
während
lässt.
war
des
Kommend
eine
Paläozoikums
aus
großen
das Massiv im SW überdeckt.
Abb.7: Lage der Bretagne in Frankreich
Das Massiv besteht zum großen Teil aus einem
Abb.8:
Zeichnung,
die
die
Scherzonen
und
die
Hauptblöcke im Armorikanischen Massiv zeigt
präkambischen kristallinen Sockel, in den sich
südlichen Breiten im Ordovizium erfolgte eine Drift
lange schmale Mulden einschneiden, die mit
bis hin zu einer subäquatorialen Position im Karbon.
paläozoischen Schichten bis zum Unterkarbon
Deshalb lagerten sich im Altpaläozoikum eher
verfüllt sind. Diese Schichten sind in Ost-West und
terrigene Sedimente mit schwach diversen Faunen
Südost-Nordwest
Faltenstrukturen
ab. Eine Riffentwickelung fand erst ab dem Devon
vorhanden. Postorogene Sedimente des oberen
statt. Insgesamt handelt es sich bei den Sedimenten
Karbons und unteren Perms liegen unregelmäßig
in der Regel um Schelfablagerungen.
auf älteren Einheiten und bilden kleine lakustrine
Alte proterozoische Störungssystem sind durch die
Becken. Das „Zentrale Synklinorium“ verläuft in E-
variszische Orogenese nur noch schwer auszuhalten.
W-Richtung und ist bis an das randliche Pariser
Man kann aber sagen, dass es sich dabei um thrust
Becken zu verfolgern. Es zeigt eine ehemalige
und wrench faults handelt, die die lithologischen
gerichteten
Deformation von granitoiden Gesteinen der Südarmorikanischen Scherzone
Einheiten
durchziehen
und
unterteilen.
Im
Migmatite und Orthogneise vorhanden sind und in
Allgemeinen zeigt der Faltengürtel mit seinen
dem
Maßen von 250*100 km, dass die cadomische
eingeschalten.
Orogenese ein Ergebnis eines aktiven Plattenrandes
Der Zentral Armorikanische Block oder auch
am Ende des Proterozoikums war. Der cadomische
Synklinorium
Gürtel zeigt eine SW-NE-Orientierung.
Sedimentation vom Ordovizium bis zum Devon.
Im
verschiedene
Durch eine Beckenabsenkung im Ordovizium/Silur
Scherzonen entstanden, die das Armorikanische
kam es im Südteil des Synklinoriums außerdem zur
Massiv durchschneiden. Insgesamt werden sieben
Extrusion
geographisch unterschiedliche Zonen ausgehalten,
tektonische Bewegungen im Devon/Karbon hat sich
die jeweils eine Charakteristik in Lithologie und
eine Gliederung von Becken und Schwellen
Tektonik aufweisen. Es werden konventionell aber
ergeben.
innerhalb
drei
Überschiebungen und Seitenverschiebungen mit
„Blöcke“ unterschieden, die eine eigenständigen
kurzeitigen aktiven „pull-apart“-Becken. In diesem
Entwicklungsgeschichte aufweisen: Der Nord-
Zusammenhang stieg auch immer wieder Magma
Armorikanische
auf,
Karbon
sind
des
cadomische
anschließend
Variszikums
Block,
Prägung
nur
welcher
zeigt,
hauptsächlich
die
Zentral-
sich
karbonisch
zeigt
von
eine
Tholeiiten.
Dabei
welches
entstandene
bildeten
letztlich
Granite
kontinuierliche
Durch
sich
im
verstärkte
zum
Oberkarbon
Teil
zur
Entstehung der Monzogranite und der jüngeren
Armorikanische Zone, welche stark variszisch
Leukogranite führte.
beeinflusst ist und dem Südarmorikanische Block
Der Südarmorikanische Block besteht im SW zum
mit in erster Linie silurisch - devonischer Prägung.
größten Teil aus Metamorphiten und im NE aus
Dabei wird der Nord- vom Zentralteil durch die
schwach
Nordarmorikanische Scherzone (N.A.S.Z.) und der
Neoproterozoikiums und Paläozoikums. Im NE Teil
Süd- vom Zentralteil durch die Südarmorikanische
ist eine Sedimentation von Kambrium bis Karbon
Scherzone (S.A.S.Z.) getrennt (Abb.8).
vorhanden und an der Grenze zum Zentralblock
metamorphen
Schichten
des
durch Olisthostrome (chaotische Sedimentation) im
Die Gesteine und die Entwicklung der Teilblöcke
Unterkarbon gekennzeichnet. Die stratigraphische
Im
Abfolge des SW Teil ist sehr unvollständig bekannt.
Nordarmorikanische
Block
sind
höher
metamorphe Einheiten aus dem Icartien (ca. 2200-
Folgende
1800 Ma) aufgeschlossen und weniger metamorphe
anzutreffen: Migmatite, Gneise, Glimmerschiefer,
Einheiten des oberen Neoproterozoikums (660-540
Glaukophanschiefer, Eklogite (ehemalige MOR
Ma). Im SE befinden sich oft spätcadomische
Basalte)
Granitintrusionen,
Glaukophanschiefer und Eklogite sollen für einen
die
diskordant
von
Metamorphite
und
sind
paläozoische
der
Granulite.
Zone
Die
Inlandmolasse und Vulkaniten überlagert werden.
ehemaligen
Mit der Transgression im Ordovizium kommt es zu
Ozeanboden sprechen, da das Metamorphosealter
einer
Sandsteinen,
zwischen 440 und 385 Ma datiert worden ist. Die ±
Schiefern und Kalken, die, wenn vorhanden, nur
vertikale Scherzone führte zu einer intensiven
schwach
Zerscherung der Gesteine und zum Aufstieg von
Schelfsedimentation
gefaltet
Bewegungszonen
sind.
kann
von
Nur
das
entlang
Material
der
stärk
frühvariszisch
in
subduzierten
Leukograniten.
beansprucht worden sein. Das obere Proterozoikum
Als Trend lässt sich eine insgesamte Abnahme des
fehlt weitgehend. Nur im Nordwesten befindet sich
Deformationsgrades im Armorikanischen Massiv
ein
von S nach N aushalten.
Bereich,
in
dem paläozoische
Eklogite,
Die Südarmorikanische Scherzone
Die Südarmorikanische Scherzone wird nach
aus
Quarz,
Kalifeldspat,
Plagioklas,
Biotit,
Jégouzo (1980) in zwei Teile aufgeteilt (Abb.8).
Muskovit und einigen akzessorischen Mineralen.
Der nördliche Teil (N.B.) zeigt einen Verlauf von
W nach ESE über eine Länge von 300 km. Die
Breite beträgt ungefähr 300 bis 400 m und besteht
hauptsächlich aus Myloniten und Ultramyloniten.
Die Scherzone fällt teilweise sehr steil nach Norden,
ist aber hauptsächlich vertikal. Genauso wie die
Scherzone liegt auch die Schieferung vertikal.
Erkennbare
Dehnungslineationen
sind
subhorizontal angeordnet (Abb.9c). Der südliche
Teil der Scherzone (S.B.) ist ebenfalls nahezu
vertikal. Sie ändert ihr Streichen jedoch um ca. 30°
von ESE (100°) nach SE (130°) in der Nähe von
Quimper (Q) (Abb.8). Auch zwischen den beiden
Teilbereichen
sind
Scherzonenbereiche
etliche
kleinere
ausgebildet,
duktile
jedoch
nicht
Abb.9:
(a)
Karte
Südarmorikanische
der
Bretagne,
Scherzone
welche
zeigt;
die
Herzynische
immer einfach geologisch zu erfassen (Abb.9a).
Leukogranite (schwarz) und (b) eine Bearbeiteten
Das abschnittweise Einfallen in nördlich Richtung
Bereich
kann man sich nicht richtig erklären, da ein
Hauptgesteinstypen: (1) undeformierter
Übergang von dem einen in den anderen Bereich
mylonitischer
nicht
Sedimente, (4) Paläozoische Sedimente, (5) Schiefer und
existiert.
Es
gibt
nach
Jégouzo
drei
Erklärungsmöglichkeiten, wobei er am Schluss als
allgemeine Aussage annimmt, dass eine anfängliche
Krustenbewegung
später
durch
die
dextrale
durch
Arkosen
Berthé
und
Leukogranit,
von
Bains;
(3)
(c)
Brun
(1979);
Granit, (2)
Neoproterozoische
zeigt
eine
untere
Halbkugelprojektion in der folgendes dargestellt ist:
Schichtungspole
(Kreise),
Schieferung
(Dreiecke),
Dehnungslineation (Pfeile)
Scherzone überprägt worden ist.
Das Material, um das es hier hauptsächlich gehen
Man kann folgende Beobachtungen innerhalb der
soll, sind die Granite, welche intrudiert sind und vor
Scherzone machen: der Schersinn ist dextral, der
der
Prozessen
Verformungsgrad nimmt vom Rand zur Mitte hin
betrachteten
zu (in nördlicheren Bereichen auch von Nord nach
Scherung
unterworfen
keinem
waren.
Gesteinskörpern
anderen
Bei
handelt
den
es
sich
um
die
Süd (Berthé et al. 1978)) (Abb.10) und es handelt
Leukogranite, welche sich im gesamten Bereich der
sich
Scherzone befinden (Abb.9). Diese Granite sind in
shear“ Deformation (Berthé und Brun 1979).
ihrer Zusammensetzung sehr homogen, können
aber
eine
unterschiedliche
Körnung
in
den
Bereichen aufweisen. Sie bestehen hauptsächlich
im
Allgemeinen
um
eine
„simple
Deformation von granitoiden Gesteinen der Südarmorikanischen Scherzone
Abb.10: Schematische Darstellung der Scherzone (a) in südlicheren Teilen und (b) in nördlicher gelegenen Graniten; (c)
Model einer duktilen Scherzone nach Ramsay & Graham (1970); erkennbar auch die unterschiedlichen Stadien in der
Entwicklung einer Scherzone
Beschreibung der Ausbildungsformen und der wirkenden Deformation
S-C-Flächen
S-und C-Flächen nahezu parallel. Außerdem kann
Auffällig ist, das man zwei Flächen erkennen kann,
man noch etwas beobachten: Mit fortschreitender
bei denen eine ihre Orientierung immer beibehält,
Deformation nimmt die Dichte an C-Flächen zu
währen
fortschreitender
(die Anzahl an C-Flächen pro cm Dicke) (Abb.10).
Deformation zu rotieren beginnt. Dieses Bild ist im
Zum einen liegt das an sich immer neu bildenden
Gelände in der Kartenebene sichtbar (Abb.11). Die
C-Flächen, zum anderen an der Aktivierung von S-
Fläche, welche sich in der Bewegungs-, bzw.
Flächen bei Erreichen eines bestimmten Winkels
Scherebene befindet und sich nicht verändert,
zur Scherebene. Dieser Winkel beträgt ca. 10-15°.
die
anderen
mit
bezeichnet man als C-Fläche und die Fläche,
welche eine sigmuidale Form aufweist, erhält die
Bezeichnung S-Fläche. Auf den C-Flächen sind
unter anderem Harnischstreifungen erkennbar, die
den relativen Bewegungssinn erkennen lassen.
Zu Beginn einer Scherung sind die Minerale alle
noch ungeregelt, durch Rotation der Minerale in
Scherrichtung mit zunehmender Deformation bildet
sich eine Vorzugsorientierung aus (Abb.16:). Dies
ist dann die S-Fläche, die erste Foliation. Hat die SFläche nun einen Winkel von ca. 45° zur
Hauptscherebene, dann kommt es zur Ausbildung
der C-Flächen, die parallel der Scherebene sind und
im cm-Bereich liegen. Zu Anfang kann man auch
beobachten, dass sie keinen durchgängigen Verlauf
zeigen (Abb.11). Während die S-Flächen nun mit
zunehmender Scherung weiterrotieren, behalten die
C-Flächen ihre Orientierung immer bei. Ist der
Bereich der Ultramylonite erreicht, dann liegen die
Abb.11: Handstück (Länge 10 cm) zeigt eine noch relativ
niedrigen Stufe der Mylonitisierung mit sich beginnerder
Ausbildung von C-Flächen und den schon teilweise gut
erkennbaren S-Flächen; es ist orientiert und entspricht der
Kartenebene
Abb.12: Gezeigt sind hier schematisch die Entwicklungsstadien bei der Rekristallisation zu feiner Korngröße und der
Ausbildung weiterer C-Flächen; Darstellung eines asymmetrischen Druckschattens bei einem Feldspat
die entstehenden Risse werden dann wie so oft mit
Korngrößenveränderung
Es
ist
bekannt,
dass
es
mit
zunehmender
Quarz verfüllt. Es kommt aber auch hier zu
Deformation zu einer Korngrößenverkleinerung
Rekristallisationsprozessen.
und zu einer Rekristallisation kommt. Diesen
mylonitischen Phase verbleiben oft nur wenige
Vorgang kann man auch hier beobachten und er
Kalifeldspatklasten in der ansonsten feinkristallinen
wird durch die Abnahme des Winkels zwischen der
Matrix. Hinter diesen Klasten kann es während des
C- und S-Fläche (Abb.12) begleitet.
Scherprozesses
Zu Beginn bestehen die C-Flächen hauptsächlich
sogenannten Druckschatten kommen (Abb.12:).
aus Quarz und Glimmern. In den Bereichen
Diese
dazwischen kann man oft beobachten, dass die
spannungsachse
Ausgangskorngröße
die
Material (z.B. Quarz) sammelt sich in diesem
Korngröße im Schnitt größer ist (Abb.13). Es kann
Druckschatten, der sowohl das neu ausgefallene als
aber auch Ausnahmen geben, bei denen auch das
auch das Klastmaterial enthalten kann. Der
große Quarzkorn schon ein Rekristallisat darstellt.
Übergang zur sonstigen Matrix ist fließend. Wenn
Die Glimmer zeigen in der Regel eine Einregelung
es sich um eine scharfe Grenze handelt, dann
entlang bzw. parallel der S-Flächen. Auf Grund
bezeichnet
ihrer Form haben sie auch die Bezeichnung
Druckschattensaum.
Glimmerfische erhalten (Abb.14:). Sobald die
asymmetrisch ist, kann man daran auch den
Glimmer in die C-Flächen auslaufen, werden sie
Schersinn
entweder abgeschnitten oder liegen zerkleinert vor
Südarmorikanischen Scherzone dextral ist.
(Abb.15:).
Die feinen Lagen, die für die ultramylonitische
noch
erhalten
bzw.
zu
entstehen
man
In
einer
der
Ausbildung
senkrecht
σ1.
Leichter
dieses
erkennen,
zur
der
der
von
Haupt-
mobilisierbares
Phänomen
Da
ultra-
auch
als
Druckschatten
im
Fall
der
gesamten
Phase typisch sind, übersteigen dann selten noch
fortschreitenden Prozess und nimmt zumeist die
eine Breite von einem Zentimeter. Es kommt dabei
Form von polykristallinen gestreckten Körpern an,
zusätzlich zu einer Abwechselung von Lagen, die
welche sich auch in der S-Ebene ausrichten.
Quarz- und Glimmerreich sind mit solchen, die eher
Feldspat teilt sich oft entlang der Spaltbarkeit und
reicher sind an Feldspatklasten.
Quarz
rekristallisiert
über
den
Abb.13: C-Fläche bestehen hauptsächlich aus Quarz und Glimmern; in dem Band ist die Korngröße schon stark verringert im
Gegensatz zu dem umliegenden Bereich
Abb.14: Glimmerfisch; am oberen Rand kann man zusätzlich einen großen undulös auslöschenden Quarz erkennen
J.Wojatschke
Abb.15: Glimmerfisch, bei dem man beim Übergang in die C-Ebene erkennen kann, dass er deutlicher fragmentiert ist.
a)
b)
Abb.16: Gezeigt ist ein Quarzband, an dem man schon teilweise die Rekristallisation erkennen kann; Bild (b) soll die
Vorzugsorientierung verdeutlichen: unten links lässt sich z.B. ein Bereich mit Körner vorzugsweise blauer Färbung erkennen
und darüber ein Bereich mit vornehmlich gelben Farbtönen.
Falten
dextralen Schersinn schließen lassen. In Falten
Beobachtbar sind nicht-zylindrische Falten, deren
gelegt wurden bei diesem Prozess die sich
Amplituden
ausbildenden Mylonitbänder.
von
1-100
cm
variieren.
Die
Achsenebenen sind vertikal und subparallel zu den
Man kann die Entwicklung der Falten an den
Schieferungsflächen. Sie zeigen eine Asymmetrie
vorhandenen Sedimentgesteinen der Umgebung
bezüglich ihrer Faltenschenkel, die auf einen
allerdings besser nachvollziehen und beobachten.
Deformation von granitoiden Gesteinen der Südarmorikanischen Scherzone
Darauf soll in dieser Schrift jedoch nicht näher
diskontinuierlich
eingegangen werden.
Deformationsmechanismen sind koexistent in jeder
verlaufen
ist.
Deformationsphase und scheinen
Beide
ineinander
überzugehen (Berthé et al. 1979). Die S-Fläche ist
dabei der Bereich in dem Hauptsächlich die duktile
Deformation abläuft und die C-Ebene der Bereich
der
diskontinuierlichen
relativen
Bewegung.
Allerdings ändert sich dieser Sachverhalt, sobald
die Ebenen nahezu parallel sind. Wenn dies der Fall
ist,
dann
kann
man
von
einer
nahezu
kontinuierliche Deformation im Korngrößenbereich
sprechen.
Zusammenfassung
Abb.17: asymmetrische Mikrofalten
Im vorhergehenden Text sind die wichtigsten
Ausbildungsformen in einer duktilen Scherzone
Nicht-Koaxiale Deformation
dieser
besprochen und dargestellt worden. Dazu wurde auf
Scherzone ist „simple shear“. Man kann im Mittel
die wichtigsten Begriffe im Zusammenhang mit der
keine Änderung der Y-Achse feststellen und ordnet
duktilen
diesen Typ somit der „plain strain“ Deformation zu.
regionale Geologie des Armorikanischen Massives
Allerdings lässt sich eine Fluktuation um einen K-
erläutert.
Wert von 1 feststellen und somit ein teilweises
In der Scherzone kann anhand der Ausbildung der
Ausweichen
Scherflächen,
Das
wirkende
Deformationsregime
in
den
in
„flattening“
bzw.
Deformation
der
eingegangen
und
Druckschatten
Faltenbildung
und
der
konstriktionalen Bereich. Deshalb nimmt man an,
asymmetrischen
dass es sich um eine „simple shear“ Deformation
Schersinn
mit einer begrenzten „pure shear“ Komponente
Veränderung
handelt (Berthé et al. 1979), wobei beide Kräfte
ausbildenden S- und C-Flächen während der
wahrscheinlich nicht getrennt gewirkt haben.
Deformation lässt sich der Metamorphosegrad
nachvollzogen
der
der
die
werden.
Minerale
und
dextrale
Durch
die
der
sich
nachvollziehen und teilweise auch quantifizieren.
(Nicht-)Kontinuierliche Deformation
Über Mineralstabilitätsfelder, Strainanalysen und
Anhand der mikroskopischen Bilder lassen sich
Modellierung
sowohl
auch
unterstützt und verbessert werden. Da es jedoch
im
keine externen Marker in dieser Scherzone gibt,
die
kontinuierlichen
nichtkontinuierlichen
als
Deformationsmechanismen
kann
diese
Quantifizierung
Korngrößenbereich nachweisen.
kann man einen wahren Versatz nicht genau
Für die Kontinuität in der Deformation spricht die
bestimmen.
undulöse Auslöschung im Quarz (Abb.14 oben),
Weitestgehend handelt es sich in der beschrieben
genauso wie die Biegung der Glimmer entlang der
Scherzone um eine „simple shear“ Deformation, bei
S-Flächen. Allerdings zeigt die Fragmentierung von
der man sagen kann, dass sie sowohl einen
Feldspäten sowie die Zerkleinerung der Glimmer in
kontinuierlichen als auch nichtkontinuierlichen
der
C-Ebene,
dass
der
Vorgang
auch
J.Wojatschke
Vorgang
im
Deformationsmechanismus
Jegouzo, P. (1980); The South Armorican Shear
widerspiegelt.
Zone; Journal of Structural Geology Vol. 2 No. 1/2,
Die möglichen Bedingungen, bei denen diese
pp. 39 to 47 (verwendete Abbildung: 8)
Deformation
abgelaufen
ist,
liegen
bei
Temperaturen über ca. 400°C, aber kleiner 600°C
Keppie, J.D. (Editor) (1994); Pre-Mesozoic
und einer wahrscheinlichen Versenkungstiefe von
Geology in France and Related Areas; Springer
mindestens 10 km. In einigen Bereichen, besonders
Verlag, Berlin- Heidelberg
im Westteil, zeigt sich eine Kataklase, die für einen
Geowissenschaften (CD-ROM);
in großer Tiefe begonnenen Deformationsvorgang
Lexikon der
spricht, der nun oberflächennah fortgesetzt wird.
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin
Referenzen und Bildnachweise
Neugebauer,
Berthé, D., Choukroune, P. & Jegouzo, P.
(1978); Orthogneiss, mylonite and non coaxial
deformation of granites : the example of the South
J.
&
Schönberg,
R.
(1997);
Einführung in die Geologie Europas; Rombach
Wissenschaften Verlag, Freiburg im Breisgau,
7.Auflage (neu bearbeitet und erweitert)
Armorican Shear Zone; Journal of Structural
Geology Vol. 1 No. 1, pp. 31 to 42 (verwendete
Abbildungen: 10, 12, 17)
Passchier, C. W. & Trouw, R. A. J. (2005);
Microtectonics; Springer Verlag, Berlin-Heidelberg,
Second Edition
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France;
Journal
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Structural Geology Vol. 2 No. 1/2, pp. 127 to 133
(verwendete Abbildung: 9)
Ratschbacher, L. (TU Bergakademie Freiberg);
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Strukturgeologie,
Ch.
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Internetadresse:
http://www.geo.tufreiberg.de/tektono/downloadfiles/Vorlesung%20St
Burg, J.-P. (ETH Zürich und Universität
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Vorlesungsskript
2006/2007 – Konzept der Verformung; (verwendete
Abbildungen: 1, 2, 3, 5, 6);
Internetadresse:
http://www.files.ethz.ch/structuralgeology/JPB/File
s/struk/
rukturgeologie%20Chapters%2011-14.doc
StrukturgeologieWallbrecher,
E.
(Karl-Franzens-Universität
Graz); Vorlesungsskript Strukturgeologie – II;
(verwendete Abbildung: 4);
Internetadresse:
http://erdwissenschaften.unigraz.at/downloads/StrukturgeologieI/index_de.php
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