Fallen (Geologie)

Schematische Darstellung der Parameter, die die Lage einer „geologischen Fläche“ (Planar) im Raum definieren:
blau = Horizontalebene als Kompassrose, grün = Fläche senkrecht zur Horizontalebene entlang der Nord-Süd-Achse,
rot = zu definierende Fläche, z = Streichlinie, Z = Streichrichtung, σ = Streichwinkel, F = Fallrichtung (in der Horizontalebene), φ = Fallwinkel.

Streichen und Fallen stehen stets senkrecht zueinander. Illustration an einer geneigten Schichtfläche

Als Fallen oder Einfallen bezeichnet man in der Geologie einen der beiden Parameter, die die Orientierung einer gegebenen geologischen Fläche (Planar) im Raum definieren. Der andere Parameter ist das Streichen.

Definition

Beim Fallen werden Fallwinkel und Fallrichtung unterschieden. Der Fallwinkel ist der Winkel zwischen der Horizontalebene und der steilsten Linie (Falllinie), die auf einem Planar angebracht werden kann. Der Fallwinkel definiert damit die Neigung des Planars. Die Richtung, in die die Falllinie, projiziert in die Horizontalebene, zeigt, ist die Fallrichtung. Sie gibt an, in welche Richtung sich das Planar neigt und liegt immer senkrecht zum Streichen. Zusammen mit der Streichrichtung ist durch den Fallwinkel die räumliche Orientierung eines beliebigen Planars eindeutig festgelegt.

Eine Angabe wie „035/20SE“ bedeutet, dass der Fallwinkel der geologischen Fläche 20 Grad beträgt und dass die Fallrichtung Südost ist. „035“ ist in diesem Beispiel der Wert der Streichrichtung, der indirekt auch die exakte Fallrichtung angibt (35 Grad + 90 Grad = 125 Grad).

Eine horizontale (söhlig liegende) Fläche hat den Fallwinkel 0, eine senkrechte (saiger stehende) Fläche hat keine Fallrichtung.

Messung

Ein geeignetes Instrument zum Messen des Streichens und Fallens ist der Gefüge- oder Geologenkompass. Der Fallwinkel wird dabei an einer Skale abgelesen, die sich am Scharnier zwischen dem Kompasskörper und dem Kompassdeckel befindet. Historisch wurde das Fallen u. a. mit einem Stratameter bestimmt.

Scheinbares und wahres Fallen

Scheinbares und wahres Fallen: Die betreffende geologische Fläche ist grün eingezeichnet. α ist der wahre Fallwinkel, denn die Profillinie a verläuft parallel zur Falllinie und 90° zum Streichen. α′ ist ein scheinbarer Fallwinkel, denn die Profillinie a′ verläuft nicht parallel zur Falllinie und der Winkel β ist kleiner als 90°.

In einem geologischen Profilschnitt unterscheidet man das in der Profilebene beobachtete scheinbare Fallen vom wahren oder wirklichen Fallen, wenn die Profilebene nicht genau senkrecht zum Streichen bzw. parallel zur Falllinie verläuft.

Wahrer Einfallswinkel, scheinbarer Einfallswinkel und Profilwinkel (horizontaler Winkel zwischen dem Streichen und der Profillinie) stehen in trigonometrischem Zusammenhang – sind zwei der Winkel gegeben, so lässt sich der dritte berechnen. Sei β der Profilwinkel, α′ das scheinbare Fallen und α das wahre Fallen, dann gilt:

und

Datei:Nomogramm zum scheinbaren Einfallen nach Palmer.pdf

Aus (1) und (2) folgt:

Durch Einsetzen von (3) in (4) ergibt sich

Neben der Berechnung mit dem Taschenrechner oder Computer kann der gesuchte Wert unter Anwendung verschiedener nicht-elektronischer Rechenhilfsmittel ermittelt werden: Durch zeichnerische Konstruktion, durch Konstruktion im Schmidtschen Netz oder durch Ablesen aus hierfür entwickelten Nomogrammen.

Weblink

Wiktionary: fallen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen