Original paper

Hauptzonenkreise von Bruchsystemen in der Gefügeanalyse. Beispiele aus den Alpen und dem Rheinischen Schiefergebirge Main zonal circles of fracture systems and structural analysis. Examples from the Alps and the Rhenish Massif]

Siewert, Wolf

Abstract

New Methods of analyzing linear fabric were procured by the combination of joint systems with other structural elements measured in Variscan rocks of Germany and published in the course of the last three years. In the paper presented here, especially the relation between the main belt of tautozonal planes of joint systems (main zonal circle “hzk” in joint diagrams) and the accompanying bedding plane (“ss”) is regarded. During the evaluation of the extensive data pool gathered in the mountain ranges on both sides of the so called “Periadriatic Suture” in the southeastern parts of the Alps, and in Rhenohercynian rock series of northwestern Germany later on, the existence of a regular relation between the bedding and the main zonal circle of joints in folded strata became obvious, namely, the ss dipping steeper than the hzk while inclined to the same direction. If this arrangement is regarded as normal, it should be kept in mind that differing ss/hzk relations, here called “irregular”, are not supposed to imply overturned bedding in any case. – Further observations and results may be quoted in short: Southeastern Alps: Regular and irregular ss/hzk systems altogether trace the positions of the main axes in the southeastern Alps (Gailtal Crystalline Zone, Gailtal Alps, Carnian and Friulian Alps, and Karawanken mountains). The planes of the regular systems, oriented E–W rather tightly (apparent exception: Carnian Alps) and inclined mostly in southerly directions are in contrast to the irregular ss/hzk couples which are rather differing in strike and dip, especially in the Karawanken mountains. Concerning the irregular systems in the regions W of Villach (Austria) the E–W striking main group is accompanied by a second group going NE–SW, and in the Karawanken E of Villach further ss/hzk couples of about NNW–SSE orientation are added. In the Lower Paleozoic rocks of the Carnian Alps ss/hzk plane systems give evidence of clockwise (block) rotation(s) of about 25°, confirming former evaluations. The westerly dipping couples of the above mentioned irregular NNW–SSE group in the permomesozoic series of the (north alpine) northern as well as the (south alpine) southern Karawanken can be derived from S-dipping planes orien - ted E–W (like those in the regular systems of the Karawanken) by simple sinistral downthrow movements on northerly plunging axes in fault zones striking be - tween N–S and NE–SW. Rhenish Massif: Also in the Rhenish Massif regular and irregular ss/hzk systems generally trace the positions of main axes and great circles confirming former evaluations. Thus two regular ss/hzk systems follow E–W striking great circles representing folding stages. Additionally two moderatly to steeply SE dipping ss/hzk plane couples mark exactly the N45°E to N55°E azimuths of original lineation positions pre-existing the first rotation process postulated in a former evaluation. Two irregular sytems striking about N36°E and dipping moderatly to steeply SE here consist, unlike the irregular couples in the Alps, of overturned ss/hzk coup les with hzk circles parallel to the bedding exclusively.

Kurzfassung

In den letzten Jahren wurden an gleicher Stelle neue Formen der Analyse von linearen Gefügen vorgestellt, die sich aus der Kombination von Kluftsystemen mit den Messungen anderer tektonischer Gefügeelemente im Variszikum Deutschlands ergab. In Erweiterung dieser Untersuchungen werden in der vorliegenden Schrift die Lagerungsbeziehungen ausgewertet, die zwischen den Kluft-Hauptzonenkreisen (hzk) und den zugehörigen Ebenen der Schichtung (ss) bestehen. Bei der diesbezüglichen Evaluation umfangreichen Datenmaterials aus Gebirgseinheiten beiderseits der Periadriatischen Nahtlinie in den südöstlichen Alpen und später dem Rhenoherzynikum erwies sich, dass es im Verhältnis Schichtung/Hauptkluftgürtel einen Regelfall normaler Lagerung gibt, bei dem das ss steiler als der hzk in dieselbe Richtung einfällt, sowie davon abweichende irreguläre Lagerungsverhältnisse, bei denen das Gestein jedoch nicht zwingend überkippt vorliegen muss. – Weitere Beobachtungen und Ergebnisse lassen sich kurz wie folgt skizzieren: Südöstliche Alpen: Die Gesamtheit der regulären und irregulären ss/hzk-Systeme bildet die Lagen der Hauptachsen in der Region ab. Dabei sind die höchstbesetzten regulären Paare bei überwiegendem Südfallen relativ straff ostwestlich orientiert (scheinbare Ausnahme: Karnische Alpen), während die irregulären Ebenen im Streichen und Fallen stärker streuen: Neben der E–W-Orientierung zeichnet sich bei letzteren in den Gebieten westlich von Villach eine NE–SW-Gruppe ab, und in den Karawanken treten Flächenpaare um NNW–SSE hinzu. Ferner liefern ss/hzk-Systeme Indizien für in früheren Untersuchungen postulierte dextrale (Schollen-) Rotationen von ca. 25° im südalpinen Karnischen Altpaläozoikum. Die westfallenden und um NNW–SSE streichenden, irregulären ss/hzk-Paare in den permomesozoischen Serien der Nord- und Südkarawanken können hingegen durch die hier charakteristischen, sinistral abschiebenden Bewegungen in N–S bis NE–SW streichenden Störungszonen aus südfallenden Flächen hergeleitet werden, die den regulären Paaren der Karawanken ca. parallel verlaufen. Rheinisches Schiefergebirge: Auch hier bilden die regulären und irregulären ss/hzk-Paare bekannte Lagen der Hauptachsen auf ihren Großkreisen ab. Zwei reguläre ss/hzk-Systeme folgen dabei ostwestlichen Großkreisen von Faltungsstadien. Zudem zeichnen zwei mittelsteil und steil SE-fallende reguläre Paare mit ihrem Streichen von ca. 45°–55° sehr genau die Richtung nach, die in einer früheren Auswertung als Ausgangslage einer ersten rotationalen Verstellung im Linearendiagramm des Schiefergebirges postuliert wurde. Die zwei irregulären ss/hzk-Paare werden hier, anders als in den südöstlichen Alpen, ausschließlich durch überkippte Systeme repräsentiert, bei denen Schichtung und Hauptzonenkreis der Klüftung parallel angelegt sind; sie streichen 35° bis 37° und fallen mittelsteil bis steil in östliche Richtung.

Keywords

StrukturanalyseKluftsystemeZonenkreiseSE-AlpenRheinisches SchiefergebirgeStructural analysisjointszonal circlesSE AlpsRhenish Massif