Detailansicht
Seismogenic-triggered soft sediment deformation (Hirlatzhöhle, Austria)
Martina Lan Salomon
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Bernhard Grasemann
DOI
10.25365/thesis.36888
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29414.75516.174662-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Höhlensedimenten. Gut geschützt vor Erosionsprozessen
und anthropogenen Einflüssen an der Erdoberfläche stellen diese Sediment ein
einmaliges Archiv für Paleoerdbeben dar und helfen uns mögliche regionale seismische Gefahren
zu verstehen und abzuschäzen.
Die Untersuchungen der Arbeit konzentrieren sich auf einen 6.8 m langen x 3 m hohen
Aufschluss in der Hirlatzhöhle (Oberösterreich). Sedimentologische Untersuchungen wie beispielsweise
die Röngtendiffraktometrie, welche an fein laminierten Sedimenten durchgeführt wurde,
weisen eine warvenähnliche Struktur von helleren, Karbonat- und Quarz-reichen und dünkleren
tonmineralangereicherten Lagen auf. Um die Herkunft des Ursprungsgesteins zu bestimmen
wurden an den unkonsolidierten Ablagerungen, Schwermineralanlysen durchgeführt.
Detailierte Beobachtungen der einzelnen Lagen zeigen, mm- cm große erdbebeninduzierte
Strukturen, wie zum Beispiel Flammen und Fischflossen ähnliche Strukturen, Boudins mit
Dominogeometrie und syn-Rutschungsstrukturen wie Falten und Störungen (normal and thrust
faults). Vergleichbare Strukturen sind 2-3 Ordnungen größer aus dem Totem Meer bekannt (z.B.
Alsop et.al., 2011). Quantitative Methoden, wie die Rekonstruktion der Seitenverhltnisse einzelner
Boudins, die Polarität und der Variationskoeffizient der Störungssysteme, sowie das Bilanzieren
der kinimatischen Abläufe wurden angewendet, um die Strukturen zu interpretieren.
Dies führt zur Annahme, dass (i) die Sedimente unter fluvio-lakustrinen Bedingungen abgelagert
wurden, und (ii) aus dem südlich angrenzenden Kristallin stammt. Die untersuchten
Strukturen zeigen, dass sie (iii) durch zyklische seismogene Aktivität induziert wurden (iv)
hauptsächlich an der wassergesättigten Sedimentoberfläche im Kontakt zum Wasser gebildet
wurden (v) und dass die Liquifizierung und Dichteunterschiede der einzelnen abgelagerten
Schichten zu einer Senkung des Scherwiderstandes führt. Geringe seismische Aktivitäten sind
von der Salzach-Ennstal-Mariazeller-Puchberger-Störung (SEMP) bekannt. Die sinistrale Seitenverschiebung
weißt einen maximalen Versatz von > 60 km auf und befindet sich etwa 15 km
südlich der Hirlatzhöhle. Weiters findet entlang der SEMP die aktive Extrusion der Ostalpen
gegen das Pannonischebecken statt. Die Störung könnte eine mögliche Quelle für die zyklischen
seismischen Events in der Hirlatzhöhle sein.
Abstract
(Englisch)
The present study focuses on deformed cave sediments, that have been well protected from both
the erosional processes occurring at the earth’s surface and anthropogenic activities. Therefore
they provide an unique archive to record paleo-seismisity, as well as an opportunity to assess
potential regional seismic hazards.
The study focuses on a 6.8 m long x 3 m high outcrop wall within the Hirlatzhöhle (Upper
Austria). Sedimentological investigations under the XRD of the unconsolidated finely laminated
clay-sized sediments show varve-like layering of brighter carbonate and quartz rich layers, and
darker clay mineral rich layers. Furthermore heavy mineral analysis have been undertaken, to
estimate the origin of the source rock. Within this fine laminated layer-cake, even the smallest
effect of deformation can be recorded and numerous soft sediment deformation structures are
preserved. The succession contains abundant millimeter to centimeter-scale seismogenically
induced flame and frishtail structures, domino boudins and syn-slumping structures such as
folds and fault (normal and thrust faults) with flanking structures.
Geometric analogues has been described 2-3 orders of magnitudes larger (e.g. Alsop et. al,
2011) close to the Dead Sea Fault. Quantitative techniques, such as the reconstruction of the aspect
ratios of boudins, the fault system polarity, the coefficient of variation of faults and kinematic
balancing have been used to interpret the structures.
This leads us to the following conclusions that (i) the sediments where deposited under
fluvio-lacustrine conditions and (ii) derive south from the Austroalpine Crystalline. Furthermore
(iii) the the formation of the soft-sediment structures in the Hirlatz cave was triggered by cyclic
seismic events, (iv) the structures were mainly formed in the uppermost, highly water saturated
layers, and (v) liquefaction resulted in density discontinuity, decreasing the shear strength within
the stratified layers. Minor seismicity recorded along the Salzach-Ennstal-Mariazeller-Puchberger
(SEMP) sinistral strike-slip fault, which has a maximum displacement of > 60 km, prove recent
seismic activity. This lies about 15 km south of the outcrop, accommodates the active extrusion
of the Eastern Alps towards the Pannonian Basin and is a possible source for the cyclic seismic
events within the Hirlatz cave.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Hirlatzcave SEMP deformed cave sediments seismogenic-triggered structures slumping structures Boudins Folds liquefaction
Schlagwörter
(Deutsch)
Hirlatzhöhle SEMP Erdbeben seismogen induzierte Strukturen Slump Boudins Falten
Autor*innen
Martina Lan Salomon
Haupttitel (Englisch)
Seismogenic-triggered soft sediment deformation (Hirlatzhöhle, Austria)
Paralleltitel (Deutsch)
Seismogen induzierte Soft-Sediment Deformation (Hirlatzhöhle, Österreich)
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
59 S. : graph. Darst., Kt.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernhard Grasemann
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.36 Tektonik ,
38 Geowissenschaften > 38.72 Seismik
AC Nummer
AC12626354
Utheses ID
32696
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |