Shatter cone (Shattercone)-Seite – Einführung

Shattercones (englisch häufiger shatter cones) sind kegelförmige Brüche mit typischen Bruchmarkierungen, die von Schockwellen erzeugt werden und die zu den wohlbekannten makroskopischen Schockmerkmalen in Gesteinen von Impaktstrukturen gehören (Abb. 1).

Abb. 1.  Shatter cones in granitischen Gesteinen, Rochechouart-Impaktstruktur (Frankreich)

Man hat sie in Gesteinen beobachtet, die dem Explosionsschock bei Kernwaffentest ausgesetzt waren, und man hat sie experimentell im Labor erzeugt. Der benötigte Schockdruck wird zu grob 20 – 200 kbar (2 – 20 GPa) geschätzt. Gewöhnlich zeigt die Kegelspitze in Richtung der Schockquelle; aber auch unregelmäßige Orientierung (Abb. 2) und sogar entgegengesetzte Ausrichtung (Abb. 3, 4) treten häufig auf. In Impaktstrukturen liegt die Größe der Kegel im Zentimeter- bis Meterbereich. Voll entwickelte Kegel sind selten, was durch Gesteinsinhomogenitäten erklärt werden kann. Im Extremfall, in schiefrigen Gesteinen, können die Shatter cones in eine Shatter-Spaltbarkeit entarten.

Abb. 2. Shattercone-Bruchmarkierungen mit stark streuenden Orientierungen.

Abb. 3. Gegenläufige shattercones als  Negativ and Positiv in Malm-Kalkstein, Impaktstruktur Steinheimer Becken (Deutschland).

Abb. 4. Zwei Shattercones mit gegenläufiger Orientierung. Kentland-Impaktstruktur (Indiana, USA).

Der bruchmechanische Prozess der Shattercone-Bildung wird seit Dekaden diskutiert, und selbst gegenwärtig gibt es noch kein Modell, das alle Aspekte befriedigend erklären kann. Einige jüngere Arbeiten können hier angeklickt werden:

http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2003/pdf/1546.pdf 

http://www.lpi.usra.edu/meetings/impacts97/pdf/6032.pdf

http://www.nature.com/nature/journal/v418/n6895/full/nature00903.html

http://www.lpi.usra.edu/meetings/largeimpacts2003/pdf/4008.pdf

Einen bruchmechanischen Aspekt beleuchten wir hier auf unserer Webseite: HIER klicken.

Abb. 5. Striemung (Harnisch) – eine völlig andere Bildung im Vergleich zu den Shatter Cone-Bruchflächenmarkierungen. Probe aus dem Rubielos de la Cérida-Impaktbecken.

Shatter Cone-Markierungen: keine Striemungen, keine diagenetischen Bildungen

Im Hinblick auf die Bruchmechanik und Terminologie muss angemerkt werden, dass sehr oft, um nicht zu sagen regelmäßig, die Shatter Cone-Markierungen fälschlich als „Striemungen“ (englisch „striae„, „striations„) beschrieben oder benannt werden, nicht nur von Geologen sondern auch selbst von bekannten Impaktforschern, die es eigentlich besser wissen sollten. Diese falsche Bezeichnung sollte grundsätzlich unterbleiben. „Striemungen“ (Abb. 5) im geologischen Sinne sind parallele Riefen und Kratzlinien, die durch Relativbewegungen von Gesteinen im Zuge von Verwerfungen oder bei Gletscherbewegungen entstehen und dabei die Bewegungsrichtung markieren. Da Striemungen aber auch übliche Merkmale in Impaktstrukturen sind (entstanden durch Gesteinsbewegungen vor allem in der Exkavations -und Modifikationsphase), ist die Verwechslung von Shattercone-Bruchmarkierungen mit Striemungen besonders ärgerlich.

Abb. 6. Typische diagenetische Tutenmergel (Nagelkalke, Cone-in-Cone-Strukturen) in Kalkstein. Bildquelle  Rygel, M.C (Wikimedia Commons).

Abgesehen von der unzutreffenden Benennung als „Striemungen“ werden vielfach kegelförmige sedimentäre, diagenetische und Verwitterungs-Formen fälschlich als Shattercones gedeutet. Unter diesen Fehldeutungen muss an erster Stelle die diagenetisch gebildete morphologische Erscheinung der Tutenmergel (häufiger wird der englische Begriff der Cone-in-cone-Strukturen benutzt) erwähnt werden. Im Gegensatz zu echten Shattercones können diese kegelartigen Bildungen leicht durch ihre grundsätzlich faserige interne Struktur entlarvt werden.

 

Abb. 7. Nahaufnahme von Shatter Cone-Bruchmarkierungen, die an einen Pferdeschwanz erinnern. In grobkörnigeren Gesteinen können diese Bruchflächenmarkierungen ebenfalls gröber werden.

Abb. 8. Diese Kegelabschnittsfläche eines Shatter Cones zeigt abgesehen von dem ganz normalen Kalkstein-Gefüge keinerlei interne Strukturen. Das unterscheidet sich grundsätzlich von den diagenetischen Merkmalen der Tutenmergel (Nagelkalke) mit ihrer internen fibrösen Struktur (Abb. 6).

Einmal erkannt, können Shattercones mit Blick auf ihre eindeutigen Bruchflächenmarkierungen eigentlich nicht mehr verwechselt werden. Also werfen Sie Blicke auf die vielen Beispiele von Impaktstrukturen aus der ganzen Welt, die wir auf den Seiten des Submenüs zeigen. Sie finden dort Aufnahmen von Shattercones von den folgenden Impaktstrukturen:

• USA

Beaverhead, Crooked Creek, Kentland, Wells Creek

• Kanada

Sudbury

• Südafrika

Vredefort

• Frankreich

Rochechouart

• Deutschland

Ries (Nördlinger Ries), Steinheim Basin, Chiemgau-Impakt

• Schweden

Siljan

• Finnland

Karrikoselkä, Keurusselkä, Saarijärvi, Suvasvesi Süd

• Spanien

Azuara, Rubielos de la Cérida