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Tectonic evolution of the Lake Ohrid Basin (Macedonia, Albania) = Tektonische Entwicklung des Ohrid Beckens (Mazedonien/Albanien)



VerantwortlichkeitsangabeNadine Hoffmann

ImpressumBerlin : Logos-Verl. 2013

UmfangXIV, 147 S. : Ill., graph. Darst., Kt.

ISBN978-3-8325-3586-5


Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Zsfassung in dt. und engl. Sprache


Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter


Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2013-07-18

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-48807
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/230451/files/4880.pdf

Einrichtungen

  1. Fachgruppe für Geowissenschaften und Geographie (530000)
  2. Lehr- und Forschungsgebiet Neotektonik und Georisiken (531320)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Deformation <Geologie> (Genormte SW) ; Geologie (Genormte SW) ; Ohridsee (Genormte SW) ; Abschiebung <Geologie> (Genormte SW) ; Neotektonik (Genormte SW) ; Geowissenschaften (frei) ; tektonische Morphologie (frei) ; Paläostress (frei) ; Abschiebungen (frei) ; Lake Ohrid (frei) ; neotectonics (frei) ; tectonic morphology (frei) ; palaeostress (frei) ; normal faults (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 550
rvk: TG 4000 * TG 6430

Kurzfassung
Der Ohrid See liegt an der Grenze zwischen der Republik Mazedonien und der Republik Albanien und damit in einer tektonisch aktiven Region der Balkaniden. Mehrere Deformationsphasen beeinflussten das Gebiet seit dem Tertiär. Heute steht es hauptsächlich unter dem Einfluss des Nordhellenischen Grabens und der Nordanatolischen Störung. Dadurch ergibt sich eine Zonierung, der Region in ein kompressiv dominiertes Küstengebiet, das nach Osten hin durch eine schmale Übergangszone von der extensiven Zone getrennt ist, in der sich die Neogenen Becken entwickelt haben. Das Ohrid Becken ist eines der seismisch aktivsten Gebiete im albanisch/mazedonischen Raum. Dies zeigt sich in einigen moderaten Erdbeben der letzten Jahrhunderte und in wenigen großen Erdbeben die in historischen Zeiten dokumentiert wurden. Diese seismische Aktivität führte zur Entwicklung einer seismischen Landschaft mit einem großen Formenschatz. Herdflächenlösungen rezenter Erdbeben zeigen aktive N-S verlaufende Abschiebungen, die sich in Horst und Graben Strukturen manifestieren und Ausdruck einer Basin und Range Provinz sind. Die vorliegende Arbeit gibt einen Einblick in die Entwicklung der Landschaft und in die Prozesse die das Gebiet seit dem Quartär beeinflussen. Ein multidisziplinärer Ansatz mit einer Kombination verschiedener geowissenschaftlicher Methoden (z.B. Struktur- und Paläostressanalyse, Auswertung der historischen und instrumentellen Erdbebendaten, geophysikalische Methoden, Fernerkundung) wurde gewählt. Daraus wurde ein exemplarischer Workflow für neotektonische Studien im Mittelmeerraum beziehungsweise für vergleichbare klimatische Bedingungen entwickelt. Die wichtigsten Ziele, die zu Beginn der Studie definiert wurden, sind: die Pal¨aostressfelder zu rekonstruieren, die die Entwicklung der Region beeinflusst haben, Informationen über Störungsorientierung, -geometrie und räumliche Verbreitung der Störungsstufen zu erhalten, den Aktivitätsgrad des Ohrid Beckens zu bestimmen und Gebiete höherer bzw. geringerer Aktivität auszuweisen, die unter dem Einfluss tektonischer Deformation stehen. Die Pal¨aostressanalyse deckte große Veränderungen innerhalb des geodynamischen Systems auf, die durch fünf aufeinanderfolgende Perioden der Beckenentwicklung beschrieben wer- den können: (1) Orogene Phase mit (i) NE-SW Kompression in der Kreide-Paläogen; (ii) NE-SW Extension im späten Eozän-Oligozän; (iii) NE-SW Kompression und Blattverschiebungen im Oligozän-Miozän; (2) Transtensionsphase mit NW-SE Extension und Blattverschiebungen im mittleren Miozän; (3) E-W Extension seit dem späten Miozän bis heute. Sedimentologische Untersuchungen anhand von Daten aus Flachbohrungen und geophysikalischen Messungen geben einen Einblick in die holozäne Küstenentwicklung. Daraus resultiert die Differenzierung in zwei geomorphologische Systeme: Die Ebenen im Norden und Süden des Sees, die durch klastischen Eintrag im Zusammenhang mit klimatischen Veränderungen und Uplift/Erosion dominiert sind und im Kontrast dazu die steilen West- und Ostflanken, die im Wesentlichen durch die aktuelle Tektonik und den daraus resultierenden Abschiebungen beeinflusst sind. Geomorphologische Studien zeigen dass die lithologische Zonierung des Beckens eine differenzierte morphologische Landschaftsentwicklung unter dem Einfluss desselben Stressfeldes zur Folge hat. Abschiebungen streichen hauptsächlich N-S und bilden einen Graben aus. Die Geometrie der Störungsstufen, die im Gelände gemessen wurden, wird definiert durch einen oberen Hang mit einer durchschnittlichen Neigung von 22°, der darunter- liegenden Störungsfläche, die mit einem Winkel zwischen 42° und 85° einfällt und dem unteren Hang mit einem Einfallwinkel von 22°, was in den meisten Fällen dem Winkel des oberen Hangs entspricht. Die durchschnittliche Höhe der Störungsstufen beträgt 39.5 m an der Westküste; 29.3 m an der Ostküste; und 17.6 m im Norden. Die Lange der Störungen liegt in der Regel zwischen 10 und 20 km. Diese sind in der Lage Erdbeben mit einer Magnitude M 6.5 - 7.0 zu generieren. Die Werte der berechneten Slipraten unter der Annahme einer postglazialen Entwicklung der Störungen liegen zwischen 0.28 und 3.25 mm/a für die letzten 18 ka. Diese Werte überschreiten bei Weitem gut dokumentierte Slipraten unter vergleichbaren Bedingungen. Was zu dem Konzept der “stop and go” Störungen führt, bei dem die äußere und ältere Störung sich jedes Mal mitbewegt, sobald sich eine jüngere Störung entwickelt; dadurch kann sich ein markanteres Relief ausbilden. Die Störungsstufen werden darüber hinaus durch gravitationsbedingte Massenbewegungen beeinflusst, die ein Abrutschen der deformierten Gesteine in Verbindung mit Erdbebenereignissen zur Folge haben. Die vorliegende Arbeit konnte anschaulich machen, dass durch die Kombination verschiedener Geländemethoden unser Wissen um die Seismizität und die tektonische Entwicklung eines Gebietes signifikant verbessert werden kann.

Lake Ohrid is located at the border between the Republic of Macedonia and the Republic of Albania and is situated in an active tectonic region of the Balkanides. Several phases of deformation affected the area since the Tertiary which is today mainly controlled by the influence of the Northern Hellenic Trench and the North Anatolian Fault Zone. This results in zonation into a compressional coastal domain, separated by a narrow zone of transition to the extensional domain further east in which the Neogene basins formed. The Lake Ohrid Basin forms one of the most active seismic zones in Albania/Macedonia, which is documented by several moderate earthquakes in the last few centuries and a few major earthquakes during historical times. This seismic activity has created a seismic landscape with a variety of morphological features that are preserved in the surroundings. Earth- quake focal mechanisms show active N-S normal faulting with horst and graben structures in a basin and range like environment. This study provides insight into landscape formation and the landforming processes that the Ohrid Basin has been exposed to since the Quaternary. A multidisciplinary approach with a combination of different geoscientific methods (e.g. structural and palaeostress analysis, evaluation of the historical and instrumental seismicity, shallow geophysics, remote sensing) was chosen. According to this a workflow is proposed for neotectonic studies in the Mediterranean and areas with similar climatic conditions. The main objectives were: to determine the palaeostress fields which controlled the evolution of the area; to gain information on fault orientation, fault geometry and spatial distribution of fault scarps; to determine the grade of activity in the Lake Ohrid Basin; and to define active/less active areas experiencing tectonic deformation. The palaeostress analysis revealed major shifts in the geodynamic setting, which can be described by three successive periods of basin development: (1) an orogenic phase with (i) NE-SW compression in Cretaceous-Paleogene, (ii) NE-SW extension in Late Eocene- Oligocene, and (iii) NE-SW shortening and strike slip movement in Oligocene-Miocene; (2) a transtensional phase with NW-SE extension and strike-slip movement in Mid-Miocene; and (3) E-W extension from Late Miocene to present. Sedimentological studies with data from shallow drillings and geophysical investigations provided insight into the Holocene coastal evolution of the lake and allowed two main geomorphological systems to be determined. The plains north and south of the lake are dominated by clastic input related to climate variations and uplift/erosion. In contrast, the steep western and eastern margins are controlled by recent tectonics and normal faulting. Geomorphological studies show that the lithological zonation of the basin causes an inhomogeneous morphological surface expression within the influence of the same stressfield. The main trend of the normal faults is N-S and therefore a graben structure has formed. The average geometry of the fault scarps measured in the field is an upper slope that dips at 22°, beneath this the scarp’s free face dip angle ranges between 42° and 85° and a lower slope that matches the upper slope angle at 22° in most cases. The mean constructed fault height is 39.5 m for the west coast, 29.3 m for the east coast, and 17.6 m for the north. Fault lengths vary between 10 and 20 km and are expected to have the potential for earthquakes between M 6.5 - 7.0. The values of calculated slip rates inferring a post-glacial development of the exposed fault scarps range between 0.28 and 3.25 mm/a for the last 18 ka. These values far exceed well defined slip rates in comparable conditions. This leads to the concept of “stop and go” faults where the older outer faults slip every time a younger fault evolves. This therefore creates a higher relief. The fault scarps are also influenced by gravitational forces which cause the highly fractured rocks to react to seismic events, or large offshore mass wasting processes, and slip downslope. Mainly, the west coast is dominated by mass wasting processes, while the east coast is highly segmented with tilted blocks of basement. This study has illustrated that by combining different fieldwork techniques our knowledge of the seismicity and tectonic evolution of an area can be significantly advanced.

Fulltext:
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Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis

Format
online, print

Sprache
English

Interne Identnummern
RWTH-CONV-144943
Datensatz-ID: 230451

Beteiligte Länder
Germany

 GO


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The record appears in these collections:
Document types > Theses > Ph.D. Theses
Faculty of Georesources and Materials Engineering (Fac.5) > Division of Earth Sciences and Geography
Publication server / Open Access
Public records
Publications database
531320
530000

 Record created 2014-07-16, last modified 2022-04-22


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