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Falten

Fließfalten
Fließfalten

Fließfalten bei Agios Pavlos, Kreta,Griechenland;
Die Felsen zeigen eine Wechselfolge von Kalklagen mit Hornsteinlagen in der Pindosdecke des kretischen Deckenstapels. Durch die alpidische Falt...

dino1948

Eine durch Faltung entstandene Verbiegung oder Verkrümmung einer ehemals horizontal geschichteten Gesteinseinheit in allen Größenordnungen. Je nach Form unterscheidet man Knickfalten, Biegefalten oder Fließfalten. Die Faltenformen Sattel (Antiform) und Mulde (Synform) sind abhängig von der Mächtigkeit des verfalteten Schichtpaketes, den mechanischen Eigenschaften der Gesteine, dem Vorhandensein von Abscherflächen und auftretenden Spannungen.

Die wichtigsten Faltenelemente sind der Sattelscheitel mit der Sattelachse (Faltenachse), die Faltenschenkel und der Faltenkern. Bei Faltenbündeln (Faltenpaket) ist der Faltenspiegel eine gedachte Fläche durch die Kamm- bzw. Basislinien.



Scharnier, Faltenschenkel, Faltenachse
Scharnier, Faltenschenkel, Faltenachse

Falten - Terminologie

Erik

Terminologie

Um die vielfältigen Faltenarten beschreiben zu können, ist eine umfassende Terminologie entstanden.

Scharnier, Faltenschenkel, Faltenachse

Der Abschnitt einer Falte mit dem geringsten Krümmungsradius wird als Scharnier bezeichnet, die Abschnitte mit einem größeren Krümmungsradius als (Falten-)Schenkel. Durch die Verbindung der Scharniere erhält man die Faltenachse. Zusammen mit der Höhe der Falte, spannt diese die - gedachte - Faltenachsenfläche auf.

Sind beide Faltenschenkel gleich lang, bildet die Faltenachsenfläche die Symmetrieebene einer - symmetrischen - Falte. Sind die Faltenschenkel ungleich lang, ist die Falte asymmetrisch.


Scheitel und Trog, Wendepunkte
Scheitel und Trog, Wendepunkte

Falten - Terminologie

Erik

Scheitel und Trog, Wendepunkte

Der topographisch höchste Punkt einer Falte ist der Scheitel, der topographisch niedrigste Punkt der Trog. Verbindet man die Scheitelpunkte einer Falte, erhält man die Scheitellinie, verbindet man die Trogpunkte, die Troglinie.

Da Falten dreidimensionale Körper sind, ändern Scheitel- und Trogline ihren Verlauf vertikal und horizontal - die topographisch hohen Punkte entlang einer Scheitel- oder Trogline werden als Kulmination, die topographisch niedrigen Punkte als Depression bezeichnet.

Wendepunkte bezeichnen die Stellen einer Falte, an welcher sich die Krümmung von konkav zu konvex ändert. Die Verbindung mehrer Wendepunkte ist die Wendelinie.


Öffnungswinkel
Öffnungswinkel

Falten - Terminologie

Erik

Öffnungswinkel

Der Öffnungswinkel einer Falte wird von den durch die Wendepunkte verlaufenden Tangenten an den Faltenschenkeln bestimmt.

Anhand des Öffnungswinkels lassen sich Falten klassifizieren: Eine Falte mit einem Öffnungswinkel von 180-120° wird als offene, stumpfwinklige Falte bezeichnet, bei einem Winkel von 120-70° spricht man von einer offenen, spitzwinkligen Falte. Verringert sich der Öffnungswinkel auf 70-30° ist die Falte geschlossen, bei Werten unter 30° eng. Liegen die Faltenschenkel parallel zueinander, spricht man von einer isoklinalen Falte.


Synform und Antiform - Synklinale und Antiklinale

Falten - Terminologie
Falten - Terminologie

Falten - Terminologie

Erik
Falten - Terminologie
Falten - Terminologie

Falten - Terminologie

Erik

Eine nach oben konvexe Falte bildet eine Antiform, eine nach unten konkave Falte eine Synform.

Die Begriffe Antiklinale und Synklinale beziehen sich auf die Stratigraphie - liegen die stratigraphisch ältesten Gesteinseinheiten im Faltenkern einer Antiform, handelt es sich um eine Antiklinale, wird der Faltenkern einer Synform durch die stratigraphisch jüngsten Gesteine gebildet, handelt es sich um eine Synklinale.

Bei überkippter Lagerung mit den ältesten Schichten im Kern einer Synform spricht man von einer synformen Antiklinale und von einer antiformen Synklinale, wenn sich das jüngste Gestein im Kern einer Synform befindet.

Falten, deren Faltenachsen vertikal verlaufen, besitzen weder eine Antiform, noch eine Synform. Sie werden daher als neutrale Falten bezeichnet.


Aufrechte, geneigte und liegende Falten

Falten mit einer senkrecht stehenden Achsenfläche heißen aufrechte Falten. Fällt die Achsenfläche ein, sind die Falten geneigt. Je nach Einfallswinkel der Achsenfläche unterscheidet man in steil (80-60°), mittelsteil (60-30°) und flach (30-10°) geneigte Falten. Falten, deren Achsenflächen unter 10° einfallen oder horizontal verlaufen, sind liegende Falten. Rotiert eine Achsenfläche um über 90°, liegt eine Tauchfalte vor.

Vergenz

Als Vergenz wird die Richtung der Neigung einer geneigten oder überkippten Falte bezeichnet. Ist eine Falte nach Südosten geneigt, zeigt sie eine Südost-Vergenz/ist Südost-vergent.

Parallele und kongruente, harmonische und disharmonische Falten

Falten mit senkrecht zu den Schichtflächen konstanter Schichtmächtigkeit sind parallele Falten. Falten dieser Art sind in ihrer Höhe begrenzt, haben also - auf ihre Höhe bezogen - einen Anfang und ein Ende. Die unverfaltete Basis solcher parallelen Falten heißt Décollement.

Bei kongruenten Falten sind die Faltenschenkel ausgedünnt und der Bereich um das Scharnier verdickt. Im Idealfall lassen sich kongruente Falten endlos übereinander stapeln, da sie in jeder Schicht ihre Form beibehalten. Solche Falten bezeichnet man als harmonisch. Im Gegensatz dazu ändern disharmonische Falten ihre Form in den unterschiedlichen Schichten.



Faltentypen

Neben den oben erwähnten Klassifizierungsmöglichkeiten von Falten nach dem Öffnungswinkel, der Neigung etc., lassen sich Falten anhand ihrer Geometrie - abhängig vom Gestein, dem Druck, der Richtung des Drucks, der Temperatur und sonstigen tektonischen Einflüssen (Verwerfungen etc.) - in weitere verschiedene Faltentypen unterteilen.

Es existieren drei Grundtypen: die Biege-/Knickfalte, die Scherfalte und die Fließfalte.

Biege-/Knickfalten

Biege-/Knickfalten entstehen durch seitliche Einengung. Dabei werden Gesteinsschichten wellenartig verbogen und/oder geknickt. Entlang von Schichtflächen findet dabei eine Verschiebung der einzelnen Schichten gegeneinander statt.

Prinzip einer Biege-Falte
Prinzip einer Biege-Falte

Falten - Terminologie

Erik
Falten
Falten

Stark gefaltete ostalpine Flachmeersedimente, Höhe der Felswand ca. 80 m; Schwarzhorn, Kanton GB, Schweiz

minuwe
Falte
Falte

Gefaltete Kulm-Grauwacken; Ziegenrück, Vogtland, Thüringen

Erik

Prinzip einer Scherfalte
Prinzip einer Scherfalte

Falten - Terminologie

Erik
Scherfalten
Scherfalten

Scherfalten im Gneis, Gibbs Crossing, Hampshire County, Massachusetts

USGS, W. C. Alden

Scherfalten

Im Gegensatz zur Biegefaltung findet bei der Bildung von Scherfalten keine Gleitbewegung entlang der Schichtflächen statt, sondern die Scherung erfolgt senkrecht zu den Schichten, bzw. senkrecht zur Achsenebene. Dabei werden die Schenkel ausgedünnt und der Bereich um das Faltenscharnier verdickt - es bilden sich im Idealfall parallele Falten aus.


Fließfalten

Fließfalten entstehen durch unregelmäßige Faltungen in hochbeweglichen Medien, wobei Verfältelungen erneut gekrümmt, aufgewickelt oder verwirbelt werden können. Typischerweise treten sie in hochmetamorphen Gesteinen, unkonsolidierten Sedimenten oder Salzgesteinen auf.

Fließfalten
Fließfalten

Fließfalten (nachgezeichnet) in Kalisalz; Versuchsbergwerk Gorleben

Erik
Fließfalten im Liniensalz
Fließfalten im Liniensalz

Liniensalz Schacht Bartensleben

hoe
Fließfalten im Liniensalz
Fließfalten im Liniensalz

Liniensalz Schacht Bartensleben

hoe

Verschiedene Faltentypen

Prinzip einer Fächerfalte
Prinzip einer Fächerfalte

Terminologie - Terminologie

Erik

Fächerfalten

Bei Fächerfalten divergieren die Faltenschenkel in Richtung des Scheitels. Dies führt zu einer Falte mit einer rundlichen Verdickung des Scheitels und fächerartig angeordneten Faltenschenkeln. Der Faltenkern wird dabei meist aus mehr oder weniger inkompetentem Gestein, welches sich leichter verformen lässt, gebildet.


Prinzip einer Kofferfalte
Prinzip einer Kofferfalte

Falten - Terminologie

Erik

Kofferfalten

Kofferfalten sind Falten, die, hervorgerufen durch Knickung der Schichten, mit einem flachen Scheitel und fast rechtwinklig stehenden, steil einfallenden Schenkeln die Form eines Rechteckes besitzen.


Chevron-Falten
Chevron-Falten

Chevron-Falten in Phylliten; Great Smoky Mountains National Park, Tennessee and North Carolina

USGS, P. B. King
Boudinage
Boudinage

Boudinage (links) und Chevron-Falten (rechts) im El Doctor Kalkstein am Rio Extorax zwischen Bucareli und Las Medias, Queretaro, Mexico

USGS, K. Segerstrom

Chevron-Falten

Chevron-Falten sind auffallend spitzwinklige, symmetrische Knickfalten mit eckigen Faltenscheiteln. Chevronfalten sind typisch für inkompetente Gesteine, welche eine ausgeprägte planare Anisotropie besitzen (Phyllite, Glimmerschiefer..).


Prinzip einer Pilzfalte
Prinzip einer Pilzfalte

Falten - Terminologie

Erik

Pilzfalten

Pilzfalten gleichen in mit ihren meist steil stehenden Schenkeln und dem verdickten Faltenscheitel auf den ersten Blick den Fächerfalten, allerdings wird die Verdickung am Faltenscharnier durch die Auffaltung begleitende Aufschiebungen hervorgerufen. Wenn der der Faltung entgegengesetzte Druck zu groß wird, kommt es zur Anlage einer Aufschiebungsbahn. Durch anhaltenden Druck aus der Auffaltungsrichtung bildet sich anschließend eine Rücküberschiebung aus und der Faltenscheitel wird entlang der zwei Störungsflächen als Keil empor geschoben.


Ptygmatische Falten

Ptygmatische Falten entstehen in niedrig viskosen Gesteinen. Es sind verschnörkelte, rundliche, idealerweise parallele Falten mit großer Amplitude und geringer Wellenlänge. Charakteristisch sind sie für hochmetamorphe Gesteine (Migmatite).

Graugneis
Graugneis

Migmatitischer Graugneis, Freiberg

hoe
Ptygmatische Falten
Ptygmatische Falten

Ptygmatische Falten in migmatitischem Gneis; Pima County, Arizona

USGS, J. Gilluly
Ptygmatische Falten
Ptygmatische Falten

Ptygmatische Falten in migmatitischem Gneis; Pima County, Arizona

USGS, J. Gilluly

slump-folds
slump-folds

slump-folds in unterkarbonischer Grauwacke; Löhmarmühle, Frankenwald

Erik
convolute bedding/slump-folds
convolute bedding/slump-folds

convolute bedding/slump-folds in Siltsteinen, deutlich erkennbar sind die bankinternen Verfältelungen; Populonia, Toscana, Italien

Erik

Slump-folds (Schlammfalten)

Slump-folds sind keine tektonisch angelegte Falten. Es handelt sich dabei um schichtinterne Verfaltungen, die durch Rotation von wassergesättigtem semikonsolidiertem Sediment aufgrund von Hangrutschungen entstanden sind.


Parasitärfalten
Parasitärfalten

Falten - Terminologie

Erik

Parasitärfalten (Falten 2. und 3. Ordnung; M-, S-, Z-Falten)

Parasitärfalten sind kleinere Falten 2. und 3. (...) Ordnung, welche an den Faltenschenkeln und am Scharnier von größeren Falten 1. Ordnung auftreten können. Besitzen Parasitärfalten eine lokale Vergenz im Uhrzeigersinn, heißen sie Z-Falten, sind sie lokal gegen den Uhrzeigersinn vergent, heißen sie S-Falten. M-Falten treten am Scharnier der Falte 1. Ordnung auf.


Schleppfalten

Schleppfalten (auch Rampenfalten) entstehen entlang von Überschiebungsflächen (ramp-and-flat Überschiebungen) oder durch Überschiebungsvorgänge in der liegenden Scholle. Schleppfalten können überregionale Ausmaße erreichen und bilden dann fold-and-thrust-belts (z.B. Taunus)

ramp and flat - Überschiebung
ramp and flat - Überschiebung

Frontale Schleppfalte an einer ramp-and-flat-Überschiebung

Erik
Schleppfalte
Schleppfalte

Schleppfalte in vulk. Asche; Santa Barbara County, California

USGS, M. N. Bramlette
Schleppfalte
Schleppfalte

Schleppfalte in der Kootenai-Formazion; Pondera County, Montana

USGS, M. R. Mudge

Prinzip einer Zungenfalte
Prinzip einer Zungenfalte

Falten - Terminologie

Erik

Sheath-folds (Zungenfalten, Futteralfalten)

Sheath-folds entwickeln sich durch Scherung in Medien, die zum Materialfließen neigen. Sie bilden sich durch gravitatives Fließen in Ignimbriten, in unkonsolidierten Sedimenten, Salzgesteinen und entlang von Scherzonen in höher metamorphen Gesteinen.


Prinzip einer Drape-fold
Prinzip einer Drape-fold

Falten - Terminologie

Erik

Drape-folds

Drape-folds entstehen, wenn sich jüngere Sedimente im Hangenden durch Verwerfungen (Auf- oder Abschiebungen) in Gesteinseinheiten im Liegenden verformen.



Bilder

Detailaufnahme liegende Gleitfalte am Strand von Spartaia (bei Procchio)
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Detailaufnahme liegende Gleitfalte am Strand von Spartaia (bei Procchio)

Grossular-Lage

Sammlung: Moni
Copyright: Moni
Beitrag: Moni 2010-12-19
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liegende Gleitfalte am Strand von Spartaia (bei Procchio)
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liegende Gleitfalte am Strand von Spartaia (bei Procchio)

kontametamorpher Kalksilikatmarmor in zwei übereinanderliegenden Falten

Sammlung: Moni
Copyright: Moni
Beitrag: Moni 2010-12-19
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Faltung
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Faltung

Faltung im oberen Buntsandstein bei Jena

Copyright: geologe
Beitrag: geologe 2006-11-18
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