TSK 11 Göttingen 2006 Koehn et al. Die dynamische Entwicklung von Styloliten Vortrag Daniel Koehn1 François Renard2 Renaud Toussaint3 Jean Schmittbuhl3 Cees Passchier1 Stylolite sind raue Lösungssäume, die sich in einer großen Zahl von natürli- chen Gesteinen bilden. Sie werden häu- fig verwendet um die Kompaktion von sedimentären Becken abzuschätzen und die Hauptspannungsrichtung zu finden. Allerdings sind die meisten Beschrei- bungen von Styloliten qualitativ und wir wissen nicht viel über ihre dyna- mische Entwicklung und den Einfluss der Spannung auf die Entwicklung der Rauhigkeit. Wir präsentieren numeri- sche Simulationen mit deren Hilfe wir die dynamische Entwicklung von Stylo- liten untersuchen und erforschen, wel- chen Einfluss Heterogenitäten, Oberflä- chenenergien und Spannungen auf die Entwicklung der Rauhigkeit haben. Die meisten numerischen Simulationen wer- den mit dem Programm Elle durchge- führt, wobei ein Partikelnetzwerk für elastische Interaktionen verwendet wird und das Auflösen mit einem thermo- dynamisch/kinetischen Ansatz gerech- net wird. Wir vergleichen diesen dis- kreten Ansatz mit einer analytischen li- nearen Herleitung und einem Kontinu- umsansatz, der eine Langevin Gleichung für das Auflösen eines heterogenen elas- tischen Mediums im Kontakt mit ei- ner Flüssigkeit verwendet. Die Ergebnis- se der numerischen Simulationen wer- den mit der Statistik von natürlichen 1 Tectonophysics, Institut of Geosciences, Uni- versity of Mainz, Becherweg 21, 55099 Mainz, Germany 2 LGIT-CNRS-Observatoire, Uni- versité J. Fourier BP 53, F-38041 Grenoble, France 3 IPG Strasbourg, UMR 7516 CNRS, 5 Rue Descartes, F-67084 Strasbourg Cedex, France Styloliten verglichen. Wir zeigen, dass Elastische- und Oberflächenenergien ein Abflachen der Fläche bewirken, was be- weist, dass Heterogenitäten die Rau- higkeit hervorrufen. Die durchschnittli- che Höhe des Styloliten wächst mit ei- nem Wachstumsexponenten von 0.6, so dass das Wachstum mit der Zeit lang- samer wird. Oberflächenenergie und ela- stische Energie produzieren zwei ‚selbst- ähnliche‘ also pseudo-fraktale Bereiche. Die Oberflächenenergie dominiert im Mikrobereich mit einem Rauhigkeitsex- ponenten von etwa 1.0 und die elasti- sche Energie im Makrobereich mit ei- nem Exponenten, der kleiner 1.0 ist (0.8 bis 0.5). Im elastischen Bereich werden die Stylolite wegen des kleinen Expo- nenten flacher, je größer der Bereich ist, den man betrachtet. Die charakteri- stischen ‚Stylolitzähne‘ entwickeln sich nur im elastischen Bereich. Der Wech- sel vom Bereich der Oberflächenener- gie zum Bereich der elastischen Energie ist bestimmt durch einen Schnittpunkt, der von dem absoluten Wert der Span- nung abhängt, so dass Stylolite viel- leicht als Spannungsindikatoren verwen- det werden können. 1