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Photogeologische Untersuchungen über Bruchtektonik und Entwässerungsnetz im Präkambrium des nördlichen Tibesti-Gebirges, Zentral-Sahara, Tschad

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Zusammenfassung

In einem Bereich präkambrischer epizonal metamorpher Schiefer von rund 500 km2 am Nordabfall des Tibestigebirges wurde eine photogeologische Untersuchung durchgeführt, um neben den Großstrukturen das Kluftnetz und das Entwässerungsnetz möglichst quantitativ zu erfassen. Die statistische Kluftanalyse ergab, daß die vorherrschenden Richtungen des Kluftnetzes genetisch nicht mit dem Faltenbau in Verbindung gebracht werden können, sondern an ein „wrench fault system“ im Sinne vonMoody &Hill (1956) gebunden sind. An dem voll entwickelten Entwässerungsnetz von Trockentälern, die nur während der episodischen, aber intensiven Regenfälle Wasser führen, wurden die Ordnungen, Anzahlen und Längen der Talsegmente sowie die Fläche der einzelnen Entwässerungsbecken bestimmt. Die bei struktureller Kontrolle des Entwässerungsnetzes zu erwartenden Abweichungen vonHorton's 1. Gesetz sind verhältnismäßig gering. Das Talsystem folgt jedoch dem offenbar sensitiveren 2.Horton'schen Gesetz wesentlich schlechter. Bei lithologisch gleichmäßigem Untergrund liegt das mittlere Bifurkationsverhältnis recht konstant um den Wert Rb=4,10. Der vonMelton (1958) gefundene gesetzmäßige Zusammenhang zwischen Entwässerungsdichte und Talsegment-Häufigkeit konnte bestätigt werden. Ein Vergleich der Richtungsverteilungen von Kluft- und Talnetz erweist die deutliche Beeinflussung des Entwässerungssystems durch die tektonischen Richtungen; einSpearman-Rangkorrelationstest ergibt für die Mehrzahl der Bekken bei einem Signifikanzniveau von α=0,100 eine signifikante Beeinflussung des Entwässerungsnetzes durch die Kluftrichtungen. Für quantitative Untersuchungen über Kluftnetz und Entwässerungsnetz bietet die photogeologische Auswertung von Luftbildern nicht nur Vorteile im Zeit- und Arbeitsaufwand, sondern teilweise auch höhere Genauigkeit gegenüber Messungen aus Karten oder im Gelände.

Abstract

An area of about 200 sq.m., consisting of epimetamorphic Precambrian schists and granites in the northern parts of the Tibesti mountains was studied by geologic interpretation of small scale aerial photographs. The scope of work was the evaluation of the structural trends in the basement complex, the distribution of lengths and azimuts of the fracture pattern, and a quantitative asessment of the drainage system. Plotting of the photogeologic and drainage map was done by a third order instrument, the ZEISS Stereotop. The network of pass points used in stereoplotting was established by slotted templet radial triangulation at a scale of 1∶50000. Fracture trace analysis showed that the fracture pattern is not related to the fold structures of the bedrock, but to a younger wrench fault system with a master shear direction of 30°. The drainage network is mature in spite of only episodic rainfalls. 15 drainage basins of 3rd to 5th order magnitude were examined closely, and channel orders, numbers and lengths as well as basin areas were determined.Horton's law of stream numbers is observed closely by all basins in spite of obvious structural control. The weighted mean bifurcation ratio is fairly constant around the value of 4.10. Mean channel lengths seem to be more sensitive to structural control, as deviations of measurements fromHorton's second law are noticeable in many basins. Drainage densities are closely grouped around a mean value of 3.53. The relation between drainage density and channel frequency found byMelton is maintained, but the values tend to be somewhat lower than described originally. Influence of fracture directions on the drainage pattern is obvious in the distribution of azimuts. ASpearman rank correlation test showed significant control of the drainage network by the directions of the fracture system. The use of aerial photographs in quantitative evaluations of fracture and drainage patterns may, in many cases, result in the procurement of more accurate data in much shorter time than by conventional methods.

Résumé

L'interprétation photogéologique d'une région de schistes précambriens épimétamorphiques d'environ 500 km2 au versant nord du Tibesti a été effectuée en vue d'une étude quantitative des grandes structures et des réseaux de fractures et de drainage. L'analyse statistique des fractures a prouvé que les directions dominantes du réseau de fractures ne sont pas liées au plissement mais à un «wrench fault system» au sens deMoody &Hill (1956). On a pu détérminer l'ordre, le nombre et les longueurs des segments de drainage ainsi que la surface des bassins du réseau de drainage, bien développé malgré les pluies rares mais intenses. Le contrôle structural du réseau de drainage présente un écart relativement faible de la 1ère loi deHorton. Le système de drainage s'accorde toutefois moins bien à la 2e loi deHorton, manifestement plus sensitive. Sur un sous-sol uniforme au point de vue lithologique, le rapport de bifurcation est assez constant autour de la valeur moyenne Rh=4.10. La relation entre la densité du réseau de drainage et la fréquence des segments découverte parMelton (1958) s'est confirmée. La comparaison des directions des réseaux de fractures et de drainage démontre nettement l'influence, prouvée par un test de corrélationSpearman, des directions tectoniques sur le système de drainage. L'analyse photogéologique de photographies aériennes permet une étude quantitative de réseux de fractures et de drainage en moins de temps et avec une précision souvent supérieure aux mesures faites sur des cartes ou sur le terrain.

Краткое содержание

В северной Сахаре, сев ерный склон гор Тибес ти, была проведена аэросъемк а области в 500 км2, которая состоит из докембрий ских эпизональных метаморфных сланцев, с целью количественн о оценить крупные структурные единицы сети трещин и осушительной сети. Статистическая обра ботка данных указывает на т о, что господствующие направления сети тре щин не имеют генетической с вязи со строением скл адок, а только с „wrench fault system“ по MOODY & HILL (1965). В конце стать и подчеркивается преимущество аэрофо тосъемки перед други ми геологическими мето дами.

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  1. Franz K. List &  Peter Stock

    Present address: Lehrstuhl für Angewandte Geologie der Freien Universität Berlin, Wichernstraße 16, 1 Berlin 33

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    1. Franz K. List
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    2. Peter Stock
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    Die vorliegende Arbeit wurde mit Hilfe des am Lehrstuhl für Angewandte Geologie der Freien Universität Berlin stehenden ZEISS-Radialsekators und ZEISS-Stereotops durchgeführt. Dem Institut Géographique National, Paris, danken wir für die Genehmigung zur Veröffentlichung der Luftbilder. Frl. H.Müller danken wir für die vorzügliche Ausführung der Karten und Zeichnungen.

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    List, F.K., Stock, P. Photogeologische Untersuchungen über Bruchtektonik und Entwässerungsnetz im Präkambrium des nördlichen Tibesti-Gebirges, Zentral-Sahara, Tschad. Geol Rundsch 59, 228–256 (1969). https://doi.org/10.1007/BF01824954

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