Original paper

Grundmuster der Falten- und Bruchstrukturen im Ruhrkarbon

[Main Pattern of Fold and Fault Structures in the Ruhr Carboniferous]

Drozdzewski, Günter

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit basiert auf großräumigen Untersuchungen im Ruhrrevier, in deren Verlauf fast die gesamte Bergbauzone mit tektonischen Querschnitten im Abstand von 1-2 km (Maßstab 1:5 000) überdeckt wurde. Als grundrißliche Unterlage wurde eine neue tektonische Karte im Maßstab 1:50 000 entworfen. Als typisch für die Faltung des Ruhrkarbons wurden bislang breite trogförmige Hauptmulden und schmale Hauptsättel beschrieben. Tatsächlich existieren daneben gleichberechtigt enge Hauptmulden und breite Hauptsättel. Breite Hauptmulden und schmale Hauptsättel treten in Achsendepressionen, enge Hauptmulden und breite Hauptsättel in Achsenkulminationen auf. Die Verbreitung dieser Hauptfaltentypen - besonders augenfällig am Auftreten von Trogmulden im Ruhrkarbon - ist bei generell SW-NE-streichenden Faltenachsen auffälligerweise an W-E- und N-S-Richtungen gebunden. Die Achsenstrukturen erweisen sich damit eher als Diagonalstrukturen denn als Querstrukturen. Ihr mit den Scherrichtungen übereinstimmender Verlauf, die relativ engräumige Anordnung und die damit einhergehende regelmäßig Formveränderung der Spezialfalten in jeweils gleichalten Schichten läßt faltungsimmanente Ursachen vermuten. Der Wechsel in der Ausbildung der Hauptfalten hat charakteristische Streichrichtungsänderungen der Spezialfalten zur Folge. Bei einem generellen SW-NE-Streichen können Spezialfalten positionsgebunden bis in die NNE-SSW- und in die W-E-Richtung umschwenken. Außer den regelmäßigen Änderungen des Faltenbaues im Streichen lassen die tiefreichenden bergmännischen Aufschlüsse und die Niveauunterschiede an den großen Abschiebungen unterschiedlich intensive Veränderungen der Falten- und Störungstektonik zur Teufe hin erkennen. Sie sind vor allem an den Übergang Hauptmulde/Hauptsattel gebunden sowie an den Übergangsbereich von trogförmiger Hauptmulde in der Achsendepression zur enggefalteten Mulde in der Achsenkulmination. In diesen Bereichen wirken Überschiebungen als Ausgleichsflächen zwischen der flachen Lagerung oben und der Spezialfaltung unten. Sie haben nur eine begrenzte Teufenerstreckung. Den bekannten mitgefalteten Überschiebungen auf den SE-Flanken der Hauptsättel stehen regelmäßig nordwestfallende Überschiebungen auf den NW-Flanken gegenüber, was ihre enge Zusammengehörigkeit in faltungsmechanischer Hinsicht nahelegt. Auch die im Ruhrkarbon zusätzlich auftretenden Quer- und Diagonalstörungen lassen im Hinblick auf ihre regionale Verbreitung, das Verhalten der Verwurfsmaße und der örtlich zu beobachtenden Faltungsunterschiede beiderseits von Störungen deutliche räumliche und genetische Beziehungen zum Faltenbau und zur Faltung erkennen.

Abstract

This paper is based on large scale investigations in the Ruhr Carboniferous. In the course of these investigations nearly the whole mining area was covered by tectonical cross sections at a distance of 1-2 km (scale 1:5 000, fig. 2). A new tectonical map at a scale 1:50 000 was designed. To date the typical fold Structures of the Carboniferous of the Ruhr area were described as broad, flat major troughs and narrow anticlinoria. In fact there exist additional narrow synclinoria, accompanied by broad anticlinoria. Broad synclinoria and narrow anticlinoria are developed in axis depressions, narrow synclinoria and broad anticlinoria in axis culminations. The occurence of these different major fold types - especially well demonstrated by broad, flat troughs (so-called "Trog-Mulden") - follows W-E and N-S directions (fig. 1). The Structures of fold axis prove to be - in a generally SW-NE-striking fold-mountains - more oblique than cross Structures. The change of the major folds in shape and dimension results in changes of strike directions of the special folds. Special folds locally strike SSW-NNE and W-E and depend on the position in respect of the axial elevation (fig. 3). Besides the described changes of the fold Structures in the strike of the fold-mountains there are different changes of the fold and fault tectonics to the depth. They are on the whole limited to the transition between major syncline and major anticline and to the transition zone from broad, flat troughs of the axis depression to narrow synclinoria of the axis culmination. In these areas of transition overthrusts are compensation-planes between flat bedding at the top and special folding at greater depth. Overthrusts have only a limited range of depth (fig. 4). The well-known folded overthrusts at the SE-flanks of the anticlinoria are regularly accompanied by NW-dipping overthrusts at the NW-flanks. Cross and oblique faults also encountered in the Ruhr Carboniferous suggest distinct genetic relations of fold Structures and folding in respect to its regional occurence, to its throw, and to locally different folding on both sides of cross faults.

Keywords

Tectonic stylegeometryfoldfracture Systemstrikeoverthrusttectonic sketch map Rhenish-Westphalian Basin (Ruhr region)