Flyer: Geologische Störungssysteme in der Niederrheinischen Bucht

Geologische Aufschlussaufnahmen und paläoseismologische
3.4 Weitere Kartenwerke
Untersuchungen zeigen, dass die Hauptverwerfungen der
Im Falle der durch mehrere Parallelstörungen ausgeprägten Hauptverwerfungen werden durch die Nivellements nur die Elemente
der Niederrheinischen Bucht
des Störungssystems erfasst, die sich durch aktuelle Bewegungen
Niederrheinischen Bucht nahe der Oberfläche oft als Abfolge
Neben den Kartenwerken des Geologischen Dienstes NRW gibt
parallel verlaufender Störungsflächen ausgeprägt sind, an
auszeichnen.
es weitere (ältere) Kartenwerke der Niederrheinischen Bucht. Ent-
denen die korrespondierenden Gesteinsschichten in Stufen
sprechend dem Kenntnisstand zum Zeitpunkt der jeweiligen
(treppenartig) versetzt sind. Der laterale Bereich dieser Abfolge
eine generalisierte Darstellung entsprechend der in Abschnitt 3.2
mehr oder weniger große Differenzen zu den aktuellen Karten-
wegungsaktiv im Sinne der o. a. Begriffsdefinitionen ist i. d. R.
beschriebenen Vorgehensweise. In den offenenTagebauen werden
werken des Geologischen Dienstes NRW bzw. von RWE Power.
nur eine dieser Verwerfungsflächen bzw. die zugehörige Stö-
von RWE Power geologische Grenz- und Störungsflächen fortlau-
Welche Störungen in geologischen Kartenwerken dargestellt
1 : 50 000 angefertigt. Bei diesem Maßstab ist mit einer durchschnittlichen Lagegenauigkeit der eingetragenen geologischen
Grenzflächen von ±100 m auszugehen. Liegen zusätzlich detailliertere Informationen zur Störungslage vor, fließen diese
auch in die Kartierung ein, sodass die Störungslage in diesem
Fall deutlich genauer sein kann. Allerdings liegt die räumliche
Auflösung des Kartenwerkes maßstabsbedingt bei maximal
50 m. Liegen parallel verlaufende Störungen dichter als 50 m
nebeneinander, lassen sich diese nicht mehr als jeweils getrennte Störungslinien darstellen und werden in einer Linie
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höhen sind dort aufgeschlossen, dokumentiert und bekannt. Die
Genauigkeit ist sehr hoch, auch Störungen mit Verwurfshöhen im
Bereich unterhalb von 1 m können dargestellt werden. Darstellungen der Geologie im aufgeschlossenen Tagebau dienen aus-
Im Zusammenhang mit dem Wasserwirtschaftlichen Berichts-
schließlich innerbetrieblichen Zwecken und sind nicht mit den
wesen (u. a. im „Revierbericht“) werden bei RWE Power revier-
vorgenannten Kartenwerken zu vergleichen.
weit Karten, überwiegend in den Maßstäben 1 : 50 000 und
1 : 100 000, erstellt. Diese Karten beinhalten auch die Verwerfungen in der Niederrheinischen Bucht. Diese Darstellung findet
ebenso Verwendung in einem Deckblatt zum Grundwasserriss.
Die Grundlage für die geologischen Informationen in diesen
Die für NRW flächendeckend vorhandene digitale Geologische
Karte von Nordrhein-Westfalen 1 : 100 000 (GK 100) ist eine
geologische Übersichtskarte. Sie zeigt ausschließlich die geologischen Störungen mit regionaler und überregionaler Bedeutung. Die durchschnittliche Lagegenauigkeit der geologischen
Grenzflächen liegt hier bei ±200 m.
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Standortbezogene
Störungsbewertungen
Karten ist weitgehend identisch mit den in Abschnitt 3.1 be-
Die Lage der Hauptverwerfungen und Störungssysteme im Bereich
schriebenen Daten und Prozessen für die Erstellung der geolo-
der Niederrheinischen Bucht ist anhand einer Vielzahl geleisteter
gischen Karten beim Geologischen Dienst NRW; auch hier wer-
Untersuchungen weitgehend belegt. Die Genauigkeit, mit der die
den meist Bohrungsdaten verwendet.
Störungsverläufe ermittelt werden können, ist abhängig von Art,
Qualität und Umfang der Grundlagendaten (s. Abschnitt 3.1).
auf der Karte zusammengefasst.
3.3 Geologische Karte 1 : 100 000
IN AKTUELLEN KARTENWERKEN
Die genaue Position von Störungsflächen und deren Verwurfs-
Darstellung von Störungen
in der Niederrheinischen Bucht
in Karten von RWE Power
werden können, ist eine Frage des Maßstabes. Die aktuellen
geologischen Kartenwerke der IGL 50 werden im Maßstab
KARTIERUNG UND DARSTELLUNG
fend direkt an den Abbauböschungen geodätisch eingemessen.
rungslinie an der Erdoberfläche.
3.2 Geologische Karte 1 : 50 000
in der Niederrheinischen Bucht
Außerhalb der Tagebaue beinhalten die Karten von RWE Power
Bearbeitung und der Interpretation der Geologie ergeben sich u. U.
kann dabei eine Größenordnung von etwa 50 m umfassen. Be-
Geologische Störungssysteme
Eine deutliche Verbesserung der Lagegenauigkeit von Verwer-
Standortspezifische Beurteilungen der Lagebestimmung von
fungen gegenüber den ausschließlich geologischen Daten er-
Verwerfungen und ihrer Ungenauigkeiten können entsprechend
gibt sich dort, wo sich diese mithilfe der Informationen aus den
der zur Verfügung stehenden Datenbasis erarbeitet werden.
Höhenbeobachtungen (s. Abschnitt 2, „Bewegungsaktive
Störungen“) präziser darstellen lassen. Dies trifft meist für bebaute Ortslagen zu. Ist eine Störung durch Sümpfungsmaß-
Abbildung Titel:
Niederrheinische Bucht mit Untergrund, Blick nach Süden
nahmen des Bergbaus aktiviert und somit bewegungsaktiv, so
senkt sich der Boden aufgrund des unterschiedlichen geologischen Aufbaus auf beiden Seiten der Störung unterschiedlich
stark, sodass es zur Bildung eines Geländeabsatzes kommen
kann. Die Lage dieser bergbaulich reaktivierten Störung kann
mit diesen Messungen sehr genau festgelegt werden (je nach
Messpunktdichte in einem wenige Meter breiten Korridor).
Geologischer Dienst
Nordrhein-Westfalen
– Landesbetrieb –
De-Greiff-Straße 195
47803 Krefeld
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www.gd.nrw.de
Geologischer Dienst NRW
Geologischer Dienst NRW
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Die Niederrheinische Bucht –
ein aktives Senkungsgebiet
Durch mehrere große Störungssysteme ist die Niederrhei-
Diese Störungen bilden im Untergrund schräg geneigte „Gleit-
nische Bucht in verschiedeneTeilschollen gegliedert, die jeweils
flächen“. In geologischen Schnitten werden sie als Linien dar-
einen unterschiedlichen geologischen Aufbau haben (Abb. 1).
gestellt und sind am Versatz der Schichten gut zu erkennen.
Die Niederrheinische Bucht ist ein geologisch aktives Senkungs-
Die Teilschollen werden von Hauptstörungen begrenzt. Diese
Die Schnittlinie einer Störung mit der Tagesoberfläche wird in
gebiet, das, gesteuert durch Kräfte im Erdmantel, seit ca. 34 Mio.
Störungssysteme weisen geologisch bedingte hohe Bewe-
geologischen Karten und bergmännischen Rissen als Stö-
Jahren gedehnt und relativ zur Eifel und zum Bergischen Land
gungsraten auf und sind oft auch morphologisch ausgeprägt,
rungsverlauf (Störungslinie) dargestellt.
abgesenkt wird. Wie geologische und paläoseismologische
das heißt, sie sind im Landschaftsbild erkennbar. Zusätzlich
Untersuchungen zeigen, verlaufen diese auf geologische Ur-
existieren aber auch zahlreiche Störungen mit untergeordneter
Bewegungsaktive Störungen im Sinne der Bergschadenspro-
sachen zurückzuführenden Bewegungen sehr langsam, mit
Bedeutung, die jeweils durch geringere Schichtenversätze
blematik sind solche, an denen unterschiedliche Bewegungen
Raten von 0,01 bis 0,09 mm/Jahr. Die Dehnung erfolgt räumlich
charakterisiert sind. Diese sind meist wegen der Überdeckung
beiderseits einer Störungslinie in messbaren Größenordnun-
nicht gleichmäßig, sondern ist an Störungszonen gebunden.
durch jüngere Sedimente, künstliche Auffüllungen oder durch
gen stattfinden, die deutlich über den o. a. geologischen
Eine der Kernaufgaben des Geologischen Dienstes NRW als staat-
Diese sind Bruchflächen im Untergrund, die die Erdschichten
Überbauung in der Geländeform nicht direkt erkennbar. Solche
Bewegungsraten liegen. Entlang der Störungslinien bilden sich
liche Einrichtung des Landes Nordrhein-Westfalen ist es, Daten
in einzelne Blöcke trennen und entlang derer die Gesteine
kleinen Störungen, oft mit Versatzbeträgen von nur wenigen
an der Tagesoberfläche linienhafte, eng begrenzte Absätze
zum Untergrund landesweit nach einheitlichen Richtlinien im Ge-
gegeneinander versetzt und unterschiedlich stark abgesenkt
Dezimetern, verlaufen häufig parallel zu Hauptstörungslinien,
aus, die zu Schäden an Bauwerken etc. führen können (Abb. 3).
lände zu erheben und diese in digitalen Informationssystemen
werden. Die Erdbebentätigkeit zeigt, dass diese Bewegungen
können aber auch davon unabhängig sein.
Ursache dieser Bewegungen sind in der Regel vom Menschen
zu speichern und vorzuhalten. Die hiermit verbundenenTätigkeiten
verursachte Beeinflussungen des Untergrundes, vor allem
werden nach dem Konzept der Integrierten Geologischen Landes-
Sümpfungsmaßnahmen in Zusammenhang mit Bergbauakti-
aufnahme (IGL) durchgeführt. Hierbei werden im Gelände mithilfe
vitäten sowie ggf. auch Grundwasserentnahmen für andere
von Bohrungen, der geologischen Aufnahme von Aufschlüssen,
Zwecke. Der Begriff „bewegungsaktive Störung“ wird daher
der Interpretation der Geländeoberfläche und mit geophysikali-
Störung oder Verwerfung sind die allgemeinen Begriffe, mit
vor allem bei der Beurteilung von Bergschadensfällen verwandt.
schen Erkundungen umfassende Datensätze erhoben, die für ein
denen jedwede Art von Schichtenversatz beschrieben wird.
Bewegungsaktive Störungen zeigen im Rheinischen Revier
praxisorientiertes geowissenschaftliches Kartenwerk mit geologi-
Als Abschiebung oder Sprung wird eine Störung mit einem
immer eine überwiegend vertikale Bewegungskomponente und
schen, hydrogeologischen, rohstoffkundlichen und ingenieurgeo-
wie in Abbildung 2 dargestellten Bewegungssinn bezeichnet.
lassen sich durch den Vergleich von präzisen Höhenmessungen,
logischen Themenkarten erforderlich sind.
Im Braunkohlenrevier der Niederrheinischen Bucht sind
z. B. Feinnivellements, zu verschiedenen Zeitpunkten erkennen.
in der Niederrheinischen Bucht bis heute andauern.
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Abbildung 1: Übersicht über den Schollenbau und wichtige
Störungen in der Niederrheinischen Bucht
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Verbreitung von
Tertiär-Ablagerungen
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Beispiel einer
wichtige Störungen
(Abschiebungen)
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Abbildung 2:
Abschiebung
Erkelenz
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Umgrenzung der
NiederWupper
rheinischen Bucht mit
zutage tretendem Paläozoikum und Mesozoikum
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Aachen
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3.1 Geologische Kartierung von Störungen
In der geologischen Kartierung können Störungen in der Nieder-
Tertiäre Vulkanite
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Abschiebungen entwickelt.
Krefeld
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Roermond
Begriffsdefinitionen
Darstellung von Störungen in der
Niederrheinischen Bucht in aktuellen
geologischen Kartenwerken
des Geologischen Dienstes –
eine Frage der Erkundungsdichte
und des Kartenmaßstabes
Als seismisch aktiv werden solche Störungen bezeichnet, die
rheinischen Bucht in Aufschlüssen wie etwa den Braunkohlen-
das Potenzial zur Erzeugung starker Erdbeben haben. Erdbeben
tagebauen und anhand von Bohrungsauswertungen erkannt und
entstehen durch plötzliche Verschiebungen an Segmenten einer
kartiert werden. Wie genau die räumliche Lage einer Störung und
Verwerfungsfläche, meist in Tiefen von 5 bis 25 km. Bei starken
die Verwurfshöhe an geologischen Grenzflächen festgelegt werden
Erdbeben kann sich diese Verschiebung auch bis an die Gelän-
kann, hängt dabei ganz wesentlich von der Dichte der zur Verfügung
deoberfläche durchpausen. Ein durch diesen Prozess verur-
stehenden Datenpunkte ab, z. B. vom Abstand der Bohrungen und
sachter Versatz der oberflächennahen geologischen Schichten
Aufschlüsse zueinander. Zeigen gut erkennbare geologische Grenz-
verläuft ruckartig. Möglicherweise finden auf dieser Fläche in
flächen in mehreren Bohrungen signifikant unterschiedliche Hö-
der Folge auch postseismische Ausgleichsbewegungen statt.
henlagen, die nicht mit dem vorliegenden Schichteinfallen erklärbar
sind, so ist dies ein Hinweis auf eine Störungsfläche, die die Grenzflächen gegeneinander versetzt. Je dichter das Bohrraster ist, je
genauer die Bohrungen in Höhe und Lage eingemessen sind und
Abbildung 3:
je detaillierter die Schichtenverzeichnisse aufgenommen sind, desto
Bewegungs-
exakter lassen sich Störungsflächen und deren Verwurfshöhen
aktive
erfassen und in geologischen Karten darstellen.
Störung

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