Original paper

Kluftsystem und Horizontal-Stylolithen zwischen Schwarzwald und Ries

Hinkelbein, Knut; Kuisle, Peter; Siewert, Wolf

Kurzfassung

In einer Meßreihe im Deckgebirge Mittelwürttembergs wurden zahlreiche Kluftflächen und Horizontalstylolithen nebst tektonischem Begleitinventar aufgenommen . Die Auswertung der Kluftmessungen ergab nach einer Flächenpassung ein regionales Kluftsystem, dessen regionale Formungsebene ac im Mittel 165° streicht. Es setzt sich zusammen aus einer axialen Hauptkluftschar und zwei konjugierten Diagonalkluftsystemen. Dieses Kluftmuster entspricht demjenigen einer früheren Untersuchung zwischen dem Schwarzwald und der Westalb und kann damit als Grundkluftmuster der Schwäbischen Alb und ihres nördlichen Vorlandes betrachtet werden. Es weist darauf hin, daß zur Zeit seiner Entstehung die größte horizontale Hauptnormalspannung eine NNW-SSE-Richtung besaß und daß drei Viertel der Hauptkluftscharen als diagonal zu ac verlaufende Scherbrüche zu verstehen sind. Die Azimute der Horizontalstylolithen ihrerseits folgen wiederum zu etwa 75 % etwa dem Streichen der "rheinischen" Scherbrüche (56,4 %), sowie dem der "herzynischen " Diagonalklüfte (18,3 %). Ihre Ausrichtung spricht dafür, daß sie zeitlich nach den Kluftsystemen entstanden, wenngleich unter unveränderten Einspannungsrichtungen.

Abstract

A structural analysis, based on the measurement of 431 horizontal stylolites and about 3800 joint planes is given. The measurements were carried out in mesozoic strata of central Württemberg, Southern Germany. The evaluation of the joint data was performed by the means of pole, ß and modern Fsp diagrams and by applying a new method for the optimization of fitting related structural patterns, called "Flächenpassung" (see text). The investigation verifies the existence of a simple regional fracture pattern first described in 1987, showing bilateral symmetry with respect to one NNW-SSE striking joint set. This fracture set is parallel to the ac plane of deformation according to SANDER's system of kinematic axes. It represents the bisectrix of a pattern of four diagonal main joint sets, or two couples of conjugate shear fractures D1 and D2, respectively. There can be little doubt that the joint pattern developed as the consequence of a state of stress characterized by a horizontal cr 1 running NNW-SSE and a cr 2 caused by gravitational load. About 56% of the long axes of the investigated horizontal stylolites follow the strike direction of the NNE-SSW D1 joint set, and 18 % are parallel with the WNW-ESE D2 set. Together with a perfectly symmetrical orientation with regard to the ac plane cited above, this implies a shear stress origin of the pins. As the horizontal stylolites of the different outcrops fit best without applying the optimizing method, they must be somewhat younger than the slight rotations of the joint patterns, evidently, though they developed in response to the same principal stress directions.

Keywords

Kluftsystemhorizontal stylolitesWürttemberggermany