Die Gebirge der Erde enthalten verfaltete und gestörte Gesteinsserien, deren Entstehung sich auf die unablässigen Bewegungen der Erdkruste zurückführen lässt: Falten sind wellenförmig deformierte Gesteinsschichten, Verwerfungen sind Sprünge im Gesteinsverband. Beide werden durch tektonische Vorgänge, z. B. die Bewegung der Krustenplatten, hervorgerufen.
Wie Falten und Verwerfungen entstehen
Sowohl Falten als auch Verwerfungen können in sedimentären und vulkanischen Gesteinen gut beobachtet werden. Zuweilen finden sie sich auch in Tiefengesteinen wie Granit oder Gabbro. Die richtige Deutung solcher geologischer Strukturen hat für den Bergbau größte Wichtigkeit. Überkippte Falten und antithetische Verwerfungen können mit Kohlelagern verbunden sein, die sich vertikal wiederholen, während eine normale Verfaltung eine seitliche Lücke verursachen kann. Bei einer Bohrung kann also ein und dasselbe Kohleband mehrere Male erfasst oder aber (im zweiten Fall) überhaupt nicht getroffen werden.
Verfaltungen über Intrusivstöcken ermöglichen es heißen wässrigen Lösungen, die mit Metallionen angereichert sind, in diese Gesteine einzudringen und dort Blei-, Zinn-, Zink- und Kupfermineralien abzulagern. In ähnlicher Weise werden Falten von Erdöl bzw. Erdgas als Aufstiegswege benützt. In abwärtsgerichteten Falten, bei denen poröse Sandsteine über undurchlässigen Tonen und Schiefern lagern, kann es zu Wasseransammlungen und zur Bildung artesischer Quellen kommen.
Die Bewegung der starren Krustenplatten verursacht einen starken Druck an den Plattenrändern. Wenn zwei Platten kollidieren, können Verfaltungen, Verwerfungen und Gebirgsbildung die Folge sein, ein Beispiel dafür sind die Anden. Driften dagegen die Platten auseinander, entstehen tektonische Gräben, die ihrerseits von Verwerfungen gesäumt sind (Rotes Meer, Ostafrikanisches Grabenbruchsystem).
Die Größe der Falten schwankt zwischen einigen Millimetern und Hunderten von Kilometern. Verfaltungen, die zu Mulden führen, nennt man Synklinalen, entgegengesetzte Faltungen Sättel oder Antiklinalen. Synklinorium und Antiklinorium sind die Bezeichnungen für weiträumige Einsenkungen bzw. Aufwölbungen, deren Schenkel wiederum kleinräumig verfaltet sind. Wenn die verfalteten Gesteinsserien nach allen Seiten gleichmäßig abfallen, entsteht eine Kuppel, fallen sie nach innen hin ab, bildet sich eine Schüssel.
Die Einteilung der Falten
Es gibt drei Hauptarten von Falten. Biegefalten (»echte« Falten) entstehen durch Druck auf kompetentes, d. h. relativ stark widerstehendes Gestein. Fließfalten (»unechte«, disharmonische Falten) treten in inkompetentem Gestein auf. Im Gegensatz zu kompetenten Gesteinen verhalten sich die inkompetenten gegenüber gerichtetem Druck plastisch: Sie übertragen den Druck nicht, sondern reagieren auf ihn mit Kleinfältelung. Scherfalten schließlich bilden sich in spröden Gesteinen, die auf Druckbeanspruchung mit vielen kleinen Spaltrissen antworten, dies kann zu einer weitreichenden plattigen Zerscherung führen. Außer in Fällen, in denen Verwerfungen Falten abschneiden, führen alle Verfaltungen zu Mulden- oder Sattelstrukturen.
Einfache Falten kommen meist in den »jungen« (tertiären oder quartären) Gesteinen vor. Komplexe Verfaltungen sind in älteren Gesteinen festzustellen, die während längerer Zeiträume den durch die Bewegung der Krustenplatten verursachten Beanspruchungen ausgesetzt und oft tief in die Erdkruste abgesenkt waren. Die sehr alten präkambrischen Gesteine wurden zum Teil mehrfach verfaltet, und es konnten sich besondere Faltenstrukturen sowie bevorzugte Spaltbarkeiten entwickeln. Diese alten Gesteine wurden durch die hohen Temperaturen und Drücke in der Erdtiefe und die hierdurch verursachte Metamorphose deutlich verändert. Langgestreckte oder plättchenförmige Mineralien, z. B. Glimmer, regeln sich in parallelen Lagen ein.
Mit zunehmendem Abstand vom Zentrum der tektonischen Beanspruchung, die die Verfaltung erzeugt, keilen die Falten allmählich sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung aus (wie es am Beispiel der Alpen gut zu beobachten ist).
Verwerfungen
Wenn Gesteine zu hohen tektonischen Beanspruchungen (gerichtetem Druck, auch Stress genannt) ausgesetzt werden, zerbrechen sie und bilden Verwerfungen, die auch Brüche oder Störungen heißen. Eine »normale« Verwerfung (Abschiebung) entsteht, wenn beide Bruchschollen auseinandergezerrt werden. Zueinander gerichtete Druckbeanspruchungen ergeben eine Aufschiebung. An den Verwerfungsflächen werden die Gesteine geritzt, die Richtung der Kratzer und Rillen zeigt zugleich die Richtung der Verwerfung an und gibt darüber Aufschluss, ob die Beanspruchung linear oder rotierend wirkte. Mit Erdbeben in Verbindung stehende Störungen sind meist deutlich an der Erdoberfläche als Verwerfungsstufen und tektonische Gräben zu erkennen (San-Andreas-Spalte, Oberrheintalgraben).
Verwerfungen finden sich oft in Gebieten intensiver Verfaltung. Manchmal zerbrechen die oberflächennahen Schichten in ein komplexes Mosaik einzelner Gesteinsblöcke, wenn bereits überlagerte Verwerfungen neue Störungen erfahren. Die Reaktivierung einer derartigen in die Erdtiefe versenkten Störungszone scheint die Ursache für das verheerende Erdbeben von Taschkent (1966) gewesen zu sein. Solches »Durchpausen« alter Bruchlinien ist häufig zu beobachten, wobei sie sich mit den neuangelegten Stressrichtungen überlagern.
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