dc.contributor.author
Goni, Patrick
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:43:54Z
dc.date.available
2003-07-08T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2953
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7153
dc.description
Titelblatt, Inhalt und Zusammenfassung
1\. Einleitung 7
1.1 Aufgabenstellung 8
1.2 Geologischer Rahmen 10
1.3 Lithologische EInheiten 14
1.4 Mineralisationen und Lagerstätten 21
2\. Datengrundlage 23
2.1 Luftbilder und topographische Karten 14
2.2 Digitales Höhenmodell (DHM) 24
2.3 Fernerkundungssysteme 27
3\. Digitale Bildverarbeitung 35
3.1 Orthophotomosaik 36
3.2 Satellitenbilddaten 38
3.3 Weitergehende Bildverarbeitung 46
4\. Erfassung des tektonischen Inventars 53
4.1 Definition und Methodik 53
4.2 Tektonisches Inventar im Gelände und in Fernerkundungsdaten 55
5\. Methodik der durchgeführten GIS-Analyse 68
5.1 Definition und Aufbau eines GIS 68
5.2 Extraktion dreidimensionaler geologischer Information 70
5.3 Implementierung des GIS-Modells 78
5.4 GIS-Abfragen 83
5.4 Geologische Aussagekraft des GIS-Modells 86
6\. Interpretation der Daten 88
6.1 Interpretation aus Bildverarbeitung der ETM-Satellitendilddaten 88
6.2 Interpretation des geologischen Modells (GoCAD) 93
7\. Resultate und Diskussion 104
7.1 Geologische Aussage des Modells 104
7.2 Möglichkeiten und spezifische Vor- und Nachteile der Methode 109
7.3 Schlußfolgerungen und Ausblick 112
8\. Literatur 114
Verzeichnis der Abbildungen, Tafeln und verwendeten Abkürzungen 121
Tafel I
Tafel II
Tafel III
Tafel IV
Tafel V
Tafel VI
Tafel VII
Tafel VIII
Tafel IX
dc.description.abstract
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.
de
dc.description.abstract
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.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Altiplano Bolivia Remote Sensing GIS 3D
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie::550 Geowissenschaften
dc.title
Ein geologisches Modell für den südlichen Altiplano bei 21° S (Bolivien),
erstellt mit Fernerkundungs- und GIS-Methoden
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Ekkehard Scheuber
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Franz K. List
dc.date.accepted
2003-06-18
dc.date.embargoEnd
2003-07-10
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2003001623
dc.title.translated
A geologic model for the southern Altiplano at 21° S (Bolivia) elaborated
using Remote Sensing and GIS methods
en
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000001168
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2003/162/
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FUDISS_derivate_000000001168
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open access