dc.contributor.author
Sippel, Judith
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:42:23Z
dc.date.available
2009-03-24T12:13:12.523Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12335
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16533
dc.description.abstract
The Central European Basin System (CEBS) is a complex intracontinental system
of sedimentary basins that have evolved through several geodynamic phases
since Late Carboniferous times. The basin system is framed by the Tornquist
Zone in the north and the Elbe Fault System in the south. The main structural
configuration of the basin system is well established due to decades of
scientific research and intense industrial exploration for mineral resources.
The scope of this PhD thesis is to assess which paleostress fields controlled
the evolution of the basin system. The present thesis introduces the “Stress
Inversion via Simulation” (SVS) as a new strategy for estimating paleostress
states. For a set of striated fault planes with known sense of slip (fault-
slip data), this stepwise technique identifies the corresponding “reduced
stress tensor” comprising (1) the directions of the principal stress axes with
sigma1≥sigma2≥sigma3 and (2) the ratio of principal stress differences,
R=(sigma2-sigma3)/(sigma1-sigma3). For heterogeneous fault-slip data, SVS
separates the different corresponding “reduced stress tensors”. Any estimated
stress tensor thereby fulfils both the criterion of low misfit angles and the
criterion of high shear-to-normal-stress ratios for the associated fault-slip
data. The base for the present study is provided by fault-slip data gathered
from outcrops in the Elbe Fault System area (906 fault-slip data) and in the
Oslo Graben area north of the Tornquist Zone (2191 data). 77 paleostress
tensors have been estimated for the Elbe Fault System area and 194 tensors for
the Oslo Graben area. These locally estimated stress states can be related to
a small number of regionally traceable paleostress fields. The paleostress
fields that have demonstrably controlled the Oslo Graben area include (1) a
Caledonian compressional stress field with a horizontal NW-SE-directed sigma1,
(2) a Permo-Carboniferous tensional stress field with a horizontal WNW-ESE-
directed sigma3 (rifting phase) and (3) a (post?-)Permian wrench regime with a
roughly N-S-directed sigma1. Thus, the Oslo Graben area probably remained
widely unaffected by any major tectonic activity during much of the Mesozoic
and Cenozoic. The regional stress fields reconstructed for the Elbe Fault
System area comprise a compressional and a younger wrench regime both with a
horizontal N S- to NE-SW-directed sigma1 and both related to the Late
Cretaceous/Early Tertiary phase of basin inversion. Stress fields (wrench and
tensional) that post-dated the inversion phase are much weaker, while signs of
any pre-inversion stress fields have not been detected at all. While the Late
Cretaceous/Early Tertiary phase of inversion widely overprinted traces of
earlier deformation across the Elbe Fault System area, it had minor if not no
effects on the Oslo Graben area. The respective strain localisation in
particular zones of crustal weakness of the CEBS is one of the major aspects
of the present study.
de
dc.description.abstract
Das Zentraleuropäische Beckensystem (CEBS) ist ein intrakontinentales System
sedimentärer Becken, das sich seit dem spätesten Karbon im Zuge verschiedener
geodynamischer Phasen entwickelt hat. Die Struktur des CEBS wird durch die
Tornquist Störungszone im Norden und das Elbe-Störungssystem im Süden geprägt.
Das strukturelle Inventar dieses Beckensystems ist weitgehend bekannt – eine
Folge jahrzehntelanger wissenschaftlicher Aktivitäten und industrieller
Exploration mineralischer Rohstoffe. Mit der vorliegenden Dissertation soll
rekonstruiert werden, welche tektonischen Paläospannungsfelder die Entwicklung
des CEBS kontrollierten. Zu diesem Zweck wird eine neue Strategie zur
Ermittlung von Paläospannungszuständen aus Harnischflächen-Daten eingeführt,
die „Spannungsinversion mittels Simulation“. Dieses schrittweise Verfahren
leitet aus Harnischflächen-Daten den „reduzierten Spannungstensor“ ab,
bestehend aus (1) den Richtungen der Hauptspannungsachsen mit
Sigma1≥Sigma2≥Sigma3 und (2) dem Spannungsdifferenzenquotienten,
R=(Sigma2-Sigma3)/(Sigma1-Sigma3). Für heterogene Datensätze werden alle
inhärenten Spannungstensoren separiert. Dabei passt jeder dieser Tensoren
optimal zu den korrespondierenden Harnischflächen-Daten bezüglich sowohl der
beobachteten Scherrichtungen als auch der Verhältnisse zwischen Scher- und
Normalspannungen auf den Störungsflächen. Die vorliegende Studie basiert auf
Harnischflächen-Daten der Gebiete des Elbe-Störungssystems (906 Daten) und des
Oslograbens (2191 Daten). Für das Gebiet des Elbe-Störungssystems konnten 77
Tensoren, für das des Oslograbens 194 Tensoren ermittelt werden. Diese lokal
abgeleiteten Paläospannungen lassen sich zu wenigen regionalen
Spannungsfeldern zusammenfassen. Für das Oslograbensystem lassen sich (1) ein
Kaledonisches kompressionales Spannungsfeld mit horizontaler NW-SE-gerichteter
Sigma1-Achse, (2) ein permo-karbones extensionales Regime mit horizontaler
WNW-ESE-gerichteter Sigma3-Achse (Riftentstehung) und (3) ein
(post-)permisches Seitenverschiebungsregime mit etwa N-S-gerichteter
Sigma1-Achse nachweisen. Folglich wurde das Oslograbengebiet über weite
Zeiträume des Mesozoikums und Känozoikums nicht von stärkeren tektonischen
Aktivitäten erfasst. Für das Elbe-Störungssystem können ein Kompressions- und
ein jüngeres Seitenverschiebungsfeld nachgewiesen werden, die beide eine
horizontale N S- bis NE-SW-gerichtete Sigma1-Achse zeigen und der
spätkretazisch-frühtertiären Phase der Beckeninversion zuzuordnen sind.
Jüngere Spannungsfelder erscheinen deutlich schwächer, während prä-
spätkretazische Felder gar nicht nachgewiesen werden konnten. Während die
spätkretazisch-frühtertiäre Inversion Zeichen früherer Störungsaktivität im
Elbe-Störungssystem weitgehend überprägt hat, hatte die Inversion keinen
entscheidenden Einfluss auf das Oslograbensystem. Eine entsprechende
Deformationskonzentrierung auf bestimmte krustale Schwächezonen des CEBS ist
ein zentraler Aspekt der vorliegenden Arbeit.
en
dc.format.extent
[4], 149, [35] S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
paleostress inversion
dc.subject
fault-slip data
dc.subject
Elbe Fault System
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie::551 Geologie, Hydrologie, Meteorologie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie::554 Geowissenschaften Europas
dc.title
The paleostress history of the Central European basin system
dc.contributor.contact
sippel@gfz-potsdam.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. O. Oncken
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. K. Reicherter
dc.date.accepted
2009-02-13
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000009214-7
dc.title.translated
Die Paläospannungsgeschichte des Zentraleuropäischen Beckensystems
de
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000009214
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000005328
dcterms.accessRights.dnb
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open access