Die Uyuni-Kehnayani Störungszone (UKSZ) ist eine im Departamento Lipez in Südbolivien gelegene, den südlichen Altiplano 200 km weit in SSW-NNE Richtung durchziehende Störungszone. Sie ist durch langgestreckte Paläozoikumsaufbrüche gekennzeichnet und trennt schwach bis ungefaltete känozoische Formationen im SE von einem Falten- und Überschiebungsgürtel entsprechender Gesteine im NW. Vom Paläozän bis Unteroligozän wurden zu beiden Seiten unter extensionalen Bedingungen große Mächtigkeiten siltiger Rotsedimente als Beckenfüllung über marinen kretazischen Sedimenten abgelagert. Große Mächtigkeitsunterschiede im Bereich der UKSZ weisen sie als Dehnungsstruktur in dieser Zeit aus, die während der Einengungstektonik im Miozän invertiert wurde. Die UKSZ ist durch ein System von steilen Auf- und Überschiebungen gekennzeichnet. In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die es erlaubt, aus der oberflächlichen geologischen Aufnahme, wie dem Einmessen von Flächenorientierungen in Gelände und Luftbild, ein konzeptionelles geologisches Modell zu erstellen. Als zusätzliche Informationsquelle wurde eine Satellitenbildinterpretation zur Identifizierung bedeutender Störungen und Falten herangezogen. Die Herausforderung in dieser Arbeit bestand darin, Oberflächendaten in den Untergrund zu extrapolieren. Als Methode wurde der Discrete Smoothing Interpolator zur Konstruktion von Flächenmodellen mit TIN-Struktur (Trianguliertes Irreguläres Netzwerk) gewählt. Außerdem bietet DSI den Vorteil, daß Flächenlage und andere Zusatzinformationen wie Formationsmächtigkeiten als Randbedingungen in das Modell integriert werden können. Das entstandene geometrische Modell zeigt die Hauptstrukturen im Bereich der UKSZ und ihre Geometrie im Untergrund. Die ungefalteten, flach lagernden känozoischen Formationen südöstlich der UKSZ bilden einen deutlichen Kontrast zu den ihnen entsprechenden westlichen, steilgestellten Formationen. Sie stellen die Füllung eines ehemaligen Halbgrabens dar. Die Basis der känozoischen Sedimente fällt im Modell leicht nach Norden ein, was mit der regionalen Geologie übereinstimmt. Probleme werden in den Randbereichen des Flächenmodells und an Durchdringungen von Formationsgrenzen deutlich. Diese Effekte weisen auf im Untergrund verborgene Strukturen hin. Trotzdem ist das durch die vorgestellte Methode erstellte geologische Modell mit der regionalen Geologie generell konsistent, wobei Gebiete, in denen die Konsistenz des zugrundeliegenden geologischen Konzepts noch nicht ausreichend ist, deutlich erkannt werden können. Die so gewonnenen Hinweise auf Gebiete von hoher Relevanz für das geologische Modell sind für die erfolgreiche Durchführung von Geländekampagnen von großer Bedeutung. Die numerische Auswertung des Modells ergibt Werte für die finite Einengung entlang der UKSZ, die mit Werten aus der Literatur im Einklang stehen. Die vorgestellte Methode erlaubt die Generierung konsistenter geologischer Modelle, die als Randbedingung für andere geologische Modellierungsmethoden, wie etwa der Erstellung bilanzierter Profile, dienen können. Die Validierung des Modells kann mit Hilfe unabhängiger Datensätze wie etwa seismischen Profilen erfolgen. In diesem Kontext stellt sich die Frage nach der Genauigkeit des Modells. Die Ermittlung der Konfidenzparameter für Geometrie und Topologie ist immer noch ein ungelöstes Problem. Das erarbeitete geologische Modell kann als Ausgangspunkt für Untersuchungen zur Ermittlung von Konfidenzparametern für Geometrie und Topologie dienen. Mit der vorgestellten Methode können konzeptionelle Fehler, die aus geologischen Karten und Profilen allein nicht erkennbar sind, sehr leicht sichtbar gemacht werden.
The Uyuni-Kehnayani Fault Zone (UKFZ) is a major Altiplano-internal structure of the Altiplano located in the Departamento Lipez of Southern Bolivia, it strikes NNE. During Paleocene and Eocene times in an extensional regime, a thick sequence of red siltstones was deposited as basinfill over marine Cretaceous sediments. Later, the UKFZ became a contractional structure and more fine clastic material was syntectonically deposited. The fault zone is marked by a system of thrust faults and branch thrusts that are dipping more and more steeply to the west. The entire structure overthrusts a Paleozoic ridge east of the UKF sensu strictu. In this contribution, a method is proposed that allows to build a conceptual geological model from surface geology, as well as strike and dip of bedding planes measured in the field and in aerial photographs. Additionally, a satellite image interpretation was performed for identification of major thrust and fold structures. The difficulties in this task consist in extending surface data into the subsurface. The chosen method uses the Discrete Smoothing Interpolation Algorithm for constructing surface models with a Triangulated irregular Network (TIN) structure. Also, bedding and additional information such as sequence thicknesses can be incorporated in this model as constraints for DSI. The resulting geometrical model clearly shows the main structures of the UKFZ and their subsurface geometry. The nonfolded, flat lying Cenozoic formations east of the UKFZ form a distinct contrast to the upright to overturned orientation of the same formations west of the UKFZ. These overthrusted sediments form the infill of an inverse halfgraben basin combined with a large anticline west of the UKFZ. The base of cenozoic sediments is plunging slightly to the north, which is consistent with regional structures. Problems arose in areas at the borders of the geological surface model with edge effects and crosscutting of bedding surfaces. These could be attributed to hidden subsurface structures. Areas where consistency of geological concepts is not yet sufficient could clearly be identified. The clues to the location of outcrops of significant importance are crucial for a successful field investigation. The geological model obtained with this approach is consistent with the overall regional geology. Numerical analyses of the model show a value of finite shortening along the UKFZ that is matching the values of previous works. Our method produces a consistent geological model, which can be used as constraint for other geological methods, such as balancing cross- sections. Values of finite shortening as derived from the geological model are fitting the previously observed data from other sources. Validation of the model can be performed in combination with independent data sets like seismic profiles. In this context, there the question arises what is the accuracy of a geometrical model. The assessment of confidence parameters for topology and geometry is still an unresolved problem. The elaborated geometrical model can be a starting point for studies on this problem. Moreover, conceptual errors that are invisible in geological maps, even combined with sections, are much more easier to detect using the proposed method.
