Das Sächsische Granulit-Massiv: eine Analyse von Bruchstrukturen

Artus 1: Geologische Anwendungen und Risiken im Tieferen Untergrund von Sachsen - Nachweis und Analyse tektonischer Bruchstrukturen im Granulit-Massiv und ihre potentielle neotektonische Gefährdung

Vibroseis-Fahrzeug bei seismischer Messung zur aufsuchung von Bruchstrukturen im im Granulit-Massiv — Vibroseisfahrzeug für seimische Messungen im Granulit-Massiv, die den unterirdischen Verlauf von Störungen erkunden sollten. © Müller et al. (2022)

Arbeitsgebiet des Projekts ARTUS 1 — Arbeitsgebiet des Projektes ARTUS 1 im Sächsischen Granulit-Massiv. © Müller et al. (2022)

Projektlaufzeit

Dezember 2017 – Oktober 2020

Projektpartner

Institut für Geologie, TU Bergakademie Freiberg

Institut für Geophysik und Geoinformatik, TU Bergakademie Freiberg

Projektziele

Ziel dieses Vorhabens ist es Kriterien für ausgewählte Bruchstrukturen zu erarbeiten, um eine Neubewertung des tektonischen Strukturinventars des Granulit-Massivs durchführen zu können. Hierbei liegt ein Schwerpunkt des Projektes auf der Identifikation und Charakterisierung junger Störungszonen. Hierzu wird ein multidisziplinärer Ansatz verwendet, der sowohl seismische, petrophysikalische und mikrostrukturelle Untersuchungen als auch eine tektonische Kartierung umfasst. Alle Daten sollen in digitaler Form als „Geodatabase“ vorliegen, d.h. sie sind in einem GIS-Projekt zusammengestellt. Die wesentlichen Ergebnisse des Projektes münden in die Darstellung einer Bruchtektonischen Karte des Sächsischen Granulit-Massivs und einen zusammenfassenden Katalog der Bruchstrukturen.

Im Einzelnen sollen folgende Fragen beantwortet werden:

Können wir den multidisziplinären methodischen Ansatz verwenden um den Verlauf von Störungen im Granulit-Massiv zu verifizieren?
Ist es auf der Grundlage der Datenbasis möglich junge von älteren tektonische Strukturen zu unterscheiden?
Welche Aussagen können anhand der seismischen Ergebnisse über den Verlauf von Störungen im Untergrund getroffen werden?

Projektergebnisse

Anhand der Geländebefunde und mikrostrukturellen Untersuchungen lassen sich die ermittelten Bruchstrukturen in 3 Kategorien einteilen: 1) postvariszische Strukturen (granulitextern), 2) variszische und exhumierungsbezogene Strukturen (granulitinern) und 3) geomorphologisch wirksame, tendenziell jüngere Strukturen.

Eine wesentliche tektonische Schwächezone stellt der Randbereich des Granulit-Massivs dar. Dieser, infolge seiner Genese, lithologisch und strukturell äußerst heterogen aufgebaute Bereich weist eine hohe Dichte offenständiger Brüche und erhöhte Spaltbarkeit und Wasserführung der Gesteine auf.

Die Analyse des bruchtektonischen Strukturinventars zeigt auf, wie stark frühere, variszische Störungszonen (Granulitinterne Brüche) das rezente mechanische Verhalten innerhalb des Granulit-Massivs prägen.

Es fällt auch auf, dass dokumentierte junge Störungen tendenziell geomorphologisch wirksam sind und als offenständige Brüche in einer räumlich heterogenen Verteilung und Häufigkeit auftreten.

Tiefgreifende Störungszonen konnten als eine Schar steil gelagerter Reflektoren innerhalb der homogenen Geologie im untersuchten Gebiet (Kerngranulit) beobachtet werden.