Geowissenschaftliche Bedeutung von Mikrorissen in Kristallingesteinen

Abstract

In Kristallingesteinen (Magmatite, Metamorphite, Migmatite) sind Mikrorisse allgegenwärtig. Ihre Entstehung ist auf unterschiedliche treibende Kräfte (i.W. Tektonik, Thermik) und Mechanismen wie z.B. volumetrische Verformung oder plastische Rissinitiierung zurückzuführen (z.B. Vollbrecht et al. 1999). Die heute in oberflächennahen Kristallingesteinen zu beobachtenden Mikrorisspopulationen repräsentieren i.d.R. die Summe verschiedener geologischer Ereignisse in unterschiedlichen Krustenstockwerken, wobei generell die jüngsten Generationen das höchste Erhaltungspotential besitzen. Abhängig von den jeweiligen stofflichen Rahmenbedingungen (Wirtsminerale, Krustenfluide) zeigen die Mikrorisse unterschiedliche Ausbildungsformen (offen, verheilt, versiegelt), die häufig gemeinsam in einem Gestein auftreten und damit komplexe, mehrphasige Entwicklungen dokumentieren. Analysen von natürlichen und experimentell erzeugten Rissen belegen, dass die überwiegende Anzahl als Zugrisse zu interpretieren sind, d.h. sie werden primär senkrecht zur kleinsten Normalspannung angelegt. Zusätzlich ist bekannt, dass Mikrorisse innerhalb größerer Gesteinsvolumina meistens in Form von mehreren richtungskonstanten Scharen auftreten und damit den Gesteinen ein Anisotropieelement aufprägen. Das Beispiel zeigt zusätzlich, dass die Bildung der verheilten und offenen Mikrorisse unter verschiedenen Spannungsrichtungen stattfand. Aufgrund der genannten Eigenschaften besitzen Mikrorisse sowohl für die Rekonstruktion geodynamischer Entwicklungen als auch für die Interpretation der physikalischen/mechanischen Gesteinseigenschaften besondere Bedeutung. Das Vernetzungsschema zeigt, welche Informationen aus Mikrorissen durch Verknüpfung verschiedener analytischer Methoden gewonnen werden können...