Rheinisches Schiefergebirge - Rezente Tektonik & Gasmessungen

Die junge Tektonik des Rheinischen Schiefergebirges ist durch rezente Hebung und rezent aktive Störungszonen gekennzeichnet. Ein Großteil der Störungszonen wurde im Mesozoikum angelegt und bei der Bildung des

tertiären Zentraleuropäischen Riftsystems (ECRIS) reaktiviert. In der Folge entwickelte sich die V-förmige Niederrheinische Bucht, deren Absenkung von einer Rotation des östlichen Rheinischen Schiefergebirges im Uhrzeigersinn begleitet wurde. Dieser Prozess verlangt eine Vielzahl von Seitenverschiebungen an denen die Krustenbewegungen stattfinden können. Hierzu gehören sinistrale Seitenverschiebungen im östlichen und dextrale im westlichen Teil des Rheinischen Schiefergebirges.

Erste Untersuchungen in den Jahren 2003 und 2004 im Ahrtal und Westerwald zeigten, dass dieses postulierte, rezent aktive Schersystem dort und vermutlich in weiten Teilen des Rheinischen Schiefergebirges angetroffen werden kann. Die Seitenverschiebungen sind charakterisiert durch aufsteigende geogene Gase und lokal intensiven Quarz- und Erzbildungen.

Ziel des in verschiedene Schwerpunkte aufgeteilten Projekts ist es, das junge, komplexe Störungssystem mithilfe von Gasmessungen (CO₂, Helium, Radon, Methan, Schwefelwasserstoff) zu erfassen, um Erkenntnisse über die rezente tektonische Aktivität zu erlangen.

Teilprojekt 1 (2004–2007): Rezente Schertektonik im Bereich von Waldesch

Im Rahmen einer Dissertation(Simon, 2007) wurde die junge Tektonik im Arbeitsgebiet Waldesch (100 km²) südlich von Koblenz untersucht, das der NE-SW streichenden devonischen Mosel-Mulde zugeordnet wird. Das Störungssystem ist hier großflächig von jungen Sedimenten bedeckt. Daher ist eine geologische Kartierung nur bedingt erfolgversprechend. Jedoch kann die Gasdurchlässigkeit der Störungen genutzt werden, um weiterführende Informationen zu erhalten. Dazu wird der Helium (He) Gehalt der Bodenluft als geogener inerter Tracer genutzt. Die aus einem Meter Tiefe entnommene Bodenluft wird in einem Massenspektrometer analysiert. Liegen die Heliumwerte deutlich über denen der Atmosphäre (5220 [ppb(v)]; Holland & Emerson, 1987), kann von einer störungskontrollierten Gaszufuhr aus dem Untergrund ausgegangen werden.

Mittels Kartierungen wurde ein WNW-ESE Haupt-Störungssystem (Streichen von ca. 105 bis 115°) im Untersuchungsgebiet nachgewiesen, dass von konjugierten NE-SW, vereinzelt NNW-SSE und NW-SE verlaufenden Störungssystemen begleitet wird. Eine erste schematische Übersicht zeigt deutlich die dominierenden WNW-ESE und NE-SW Störungszonen.

Zudem wurde an mehreren Stellen eine starke Häufung von Nestern Hügel bauender Waldameisen beobachtet. Diese Standorte sind vorwiegend auf Störungszonen begrenzt.