Verwerfung (Geologie)
Eine Verwerfung (auch Bruch, Sprung, Verschiebung oder Störung im engeren Sinne) ist eine Zerreiß- oder Bruchstelle im Gestein, die über eine Distanz von einigen dutzend bis hundert Kilometer zwei Krustenteile gegeneinander versetzt. Den Versatz bezeichnet man als Sprunghöhe bzw. Sprungweite. Während der Überbegriff Störung auch eine plastische Verformung der Gesteine mit einschließen kann, wird nur das Resultat eines Gesteinsbruches als Verwerfung bezeichnet.
Die Entstehung von Verwerfungen geht in der Regel mit Erdbeben einher und ist häufig an alt angelegte Schwächezonen gebunden. Diese Schwächezonen bestimmen die Mechanik des Herdprozesses. Sie kann aber auch auf seismische Schockwellen bei Impakten zurückgeführt werden. Mit einer Verwerfung gehen immer ausgeprägte Trennflächen einher, wie Klüfte und Spalten an denen sich durch die Reibung der Gesteine gegeneinander Bewegungsrillen (die so genannten "Harnische") bilden können. Schließlich können die Gesteine in den Verwerfungen zu Myloniten und tektonischen Brekzien zerrieben werden.
Man unterscheidet in der Regel folgende Arten von Verwerfungen:
- Normale Verwerfungen (Abschiebungen) entstehen durch seitliche Dehnung der Gesteinspakete (Abb.1).
- Inverse Verwerfungen (Aufschiebungen- bzw. Überschiebungen) entstehen bei seitlicher Zusammenpressung, meist über flachen Verwerfungsflächen (Abb. 2).
- Blattverschiebungen (Transversal- Horizontal oder Seitenverschiebungen) entstehen bei seitlichen Ausgleichsbewegungen, meist entlang von steil einfallenden Verwerfungsflächen. Bei einer flachen Verwerfungsfläche (Abb. 3) spricht man von "Deckelkluft".
In der Realität treten die beschriebenen Verwerfungsarten selten in Reinform auf. Meist sind Mischformen aus zwei, manchmal sogar aus allen drei Formen anzutreffen.
Weiterhin unterscheiden sich Verwerfungen durch ihren Winkel zum Einfallen der Gesteinsschichtung:
- Antithetische Verwerfungen haben ein Einfallen entgegenen der Schichtung.
- Synthetische oder Homothetische Verwerfungen fallen in die selbe Richtung ein, wie die Schichtung.
Mehrere, annähernd parallele Verwerfungen nebeneinander bilden Verwerfungssysteme, wie die so genannten Staffelbrüche. Gegensinnig einfallendende Verwerfungen können Horste oder Gräben bilden, d.h. die Verwerfungsflächen streben zur Teufe von einander weg b.z.w. auf einander zu.
Eine Verwerfung ist in der Natur oft nur schwer zu erkennen, denn sie liegt in der Regel entweder unter einer Verwitterungsdecke oder die Sprunghöhe ist durch Erosion nivelliert worden. Nur bei relativ jungen Verwerfungen treten die einzelnen Schollen noch als morphologische Bruchstufen in Erscheinung. Als Hinweis auf eine Verwerfung kann austretendes Quellwasser an sogenannten Verwerfungsquellen dienen, die entstehen, wenn über eine größere Strecke wasserstauende neben wasserdurchlässige Gesteine geschoben werden. Verwerfungen sind auch erkennbar an der unterschiedlichen Verwitterung nebeneinander gestellter Gesteine. Manchmal wird, wider Erwarten, nicht die angehobene Scholle als morphologische Erhebung heraus erodiert, sondern die abgesunkene, so lange es sich bei letzterem um widerstandsfähigere Schichten handelt (Reliefumkehr).
Auf der geologischen Karte ist der relative Verschiebungssinn vertikaler Störungen (Auf-, Über-, Abschiebungen) anhand der unterschiedlichen Alter der benachbarten Gesteinsschichten zu erkennen. Die älteren Schichten auf einem Flügel der Störung sind relativ zu den Schichten des gegenüberliegenden Flügels gehoben bzw. die jüngeren Schichten sind relativ gesenkt worden.
Entlang der Schwächezone der Verwerfung kann magmatisches Material empordringen, das weite Flächen überdecken, oder Vulkane aufbauen kann. Das in den Klüften verbliebene Magma erstarrt zu Gesteinsgängen. In offenen Spalten können aber auch hydrothermale Lösungen aus der Tiefe zirkulieren, die zur Ausscheidung von Mineralgängen führen. Bei ausreichendem Gehalt an wirtschaftlich nutzbaren Erzen, kann es zur Bildung von Ganglagerstätten kommen.
Siehe auch: Tektonik und Plattentektonik, Transformstörung