Die Shattercone-Seite

Shattercones („Schmetterkegel“) sind durch Schockwellen erzeugte kegelförmige Brüche mit typischen Bruchflächenmarkierungen; man findet sie regelmäßig in Gesteinen von Impaktstrukturen.

Shattercones (Negativ und Positiv, Malm-Kalkstein) aus dem Steinheimer Becken.

Man hat sie in Gesteinen vorgefunden, die in Explosionen bei Kernwaffentests geschockt wurden, und man hat sie experimentell im Labor erzeugt. Man schätzt, daß sie etwa im Druckbereich von 20 - 200 kbar (2 - 20 GPa) entstehen. Generell weisen die Kegelspitzen in Richtung auf den Schockursprung, aber unregelmäßige und sogar entgegengesetzte Orientierungen sind häufig (siehe die obige Abbildung). Die Größe der Kegel in Impaktstrukturen liegt im Zentimeter- bis Meter-Bereich. Vollständig ausgebildete Kegel sind selten, was auf Gesteinsinhomogenitäten zurückgeführt wird. Im Extremfall und vor allem in schiefrigen Gesteinen können die Kegelstrukturen in eine „Shatter-Spaltbarkeit“ degenerieren.

Die typischen Pferdeschwanz-Markierungen der Shattercones erinnern stark an die Bruchflächenmarkierungen des Plumose-Typs (siehe dazu auch: Roach, D.E., Fowler, A.D. & Fyson, W.K. 1993: Fractal fingerprinting of joint and shatter-cone surfaces. Geology, 21, 759-762.)

Plumose-Bruchflächenmarkierungen in Solnhofener Kalkstein (rechts Nahaufnahme).

In den nachfolgenden beiden Bildern erkennt man eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen den Bruchflächenmarkierungen eines Shattercone und Bruchflächenmarkierungen eines ebenen Bruches in Kaliumchlorid (KCl), einem stark anisotropen Material. In beiden Fällen läuft der Bruch  von unten nach oben.

Bruchflächenmarkierungen in einem KCl-Kristall (links, verändert aus Ernstson & Schinker 1986; die Bildbreite beträgt 2 mm) und „Pferdeschwanz“-Bruchflächenmarkierungen eines Shattercone (Negativ; Malmkalkstein aus dem Steinheimer Becken).

Die Modellvorstellung, daß sich die typischen Plumose-Bruchflächenmarkierungen in einem anisotropen Material entwickeln, haben Ernstson & Schinker 1986 entwickelt (siehe Publikationsliste). Die Autoren schließen aus der vollständigen Übereinstimmung sämtlicher Formen von Plumose-Strukturen in Gesteinen und spaltbaren Kristallen, daß sich auch erstere als Folge einer fortschreitenden Bruchfront in eng benachbarten Ebenen reduzierter Festigkeit in einem anisotropen Material ausbilden. Ganz entsprechend wird angenommen, daß eine Schockfront im Gestein kegelförmige anisotrope Zonen reduzierter Festigkeit (Scherzonen) erzeugt, in die dann ein kegelförmiger Bruch hineinläuft. Dabei entstehen die Pferdeschwanz-Markierungen dadurch, daß der Bruch zwischen benachbarten Ebenen hin und her pendelt.

Die nebenstehenden Bilder zeigen Shattercones mit verschiedenen Merkmalen aus mehreren Impaktstrukturen, wobei am Ende besonders auf die Shattercones aus den spanischen Impaktstrukturen Azuara und Rubielos de la Cérida eingegangen wird.

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