Schichtung [1]

Schichtung, die Lagerungsform der unter dem Einfluß eines beweglichen Mediums (Wasser, Luft) und der Schwerkraft zum Absatz gelangten Sedimentgesteine; sie äußert sich in der Trennung der Gesteine durch untereinander annähernd parallele Flächen (Schichtungsflächen, Schichtflächen), die bei verhältnismäßig geringem Abstand eine große Ausdehnung besitzen, in einzelne tafel- oder plattenförmige Lagen (Schichten, Strata). Vgl. Tafel »Gebirgsbildungen«, Fig. 1, und Tafel »Bergformen III« sowie II, Fig. 1–3. Die einzelnen Schichten werden entweder nur durch eine Schichtungskluft (Schichtungsfuge) oder durch eine dünne Lage verschiedenen Gesteinmaterials (Zwischenmittel, Besteg) voneinander getrennt, wie z. B. die Schichten des Muschelkalks durch dünne Tonlagen. Ost sind die Schichten selbst nach Material voneinander verschieden, sei es, daß eine einzelne abweichend beschaffene Schicht (Bank) einer Mehrzahl gleichartiger Schichten eingelagert ist (Steinkohle zwischen Schieferton- und Sandsteinschichten), sei es, daß verschiedenartig ausgebildete Schichten wiederholt miteinander wechseln. Mitunter wird die S. bei im ganzen gleichartigem Gesteinsmaterial durch Verschiedenheit der Farbe, des Korns etc. angedeutet (z. B. bei Buntsandstein). Auch erscheinen manche Gesteine nur durch die zonenartige Anordnung von Einschlüssen geschichtet (Feuersteine in der weißen Kreide). Die Schichten zeichnen sich in der Regel durch eine deutliche Schieferung (s. d.) oder sogen. plane Parallelstruktur aus; zuweilen haben sie, zumal bei sandigen, unter dem Einfluß von Wind oder bei starker Wellenbewegung abgesetzten, aber auch bei gewissen kalkigen Gesteinen, außerdem noch eine Querschichtung (Kreuzschichtung, Übergußschichtung, ungleichförmige und diskordante Parallelstruktur, Diagonalschichtung, s. d.), indem zwischen Teilen von untereinander paralleler S. wiederholt Lagen eingeschlossen sind, die eine quer oder schräg verlaufende S. zeigen. Die Schichtungsflächen unterscheidet man als Unter- (Sohl-) und als Ober- (Dach-) Fläche; ihr senkrechter Abstand voneinander gibt die Mächtigkeit, die Ausdehnung parallel zu den Begrenzungsflächen die Verbreitung der Schicht. Auf der Dachfläche einer Schicht sind oft Versteinerungen angehäuft, oder man beobachtet Wellenfurchen, netzförmige Leisten, Tierfährten, Pseudomorphosen nach Steinsalz. Sehr mächtige Schichten heißen Bänke (z. B. Buntsandstein); Schichten von technisch wichtigem Material (z. B. Steinkohle) nennt man Flöz (s. d.) oder Lager (Eisensteinlager etc.). Nähern sich bei der Verbreitung der Schicht Dach- und Sohlfläche immer mehr und mehr bis zur Berührung, so keilt sich die Schicht aus. Die Durchschnittsfläche einer Schicht mit der Erdoberfläche ist ihr Ausgehendes (ihr Ausstrich), das zum Schichtenkopf wird, wenn die Schicht mit der Erdoberfläche einen rechten oder doch annähernd rechten Winkel bildet. Stellt sich das Auskeilen schon nach verhältnismäßig geringer Verbreitung in allen Richtungen ein, so besitzt die Schicht eine andre Form der Lagerung, die der Linse (lentikulare Einlagerung, z. B. Steinsalz, Gips). Von mehreren übereinander liegenden Schichten ist diejenige, die unmittelbar über einer bestimmten Schicht liegt, deren Hangendes (s. d.), die unmittelbar unter derselben befindliche deren Liegendes; das letztere ist der Bildung nach älter, das Hangende jünger. Eine Mehrheit von Schichten wird als Schichtenreihe oder Schichtensystem bezeichnet (Weiteres s. Geologische Formation). Die einzelnen Schichten eines solchen Systems können dem Material nach gleich oder verschiedenartig sein. Bei Ungleichheit des Materials ändert sich die Beschaffenheit der einzelnen Schichten zuweilen ganz allmählich. Ist das Material der nächsten Schicht von dem der vorausgehenden durchaus verschieden, so kann der Fall eintreten, daß die dritte Schicht das der ersten, die vierte das der zweiten wiederholt: es zeigen dann die die Schichten bildenden Gesteine eine Wechsellagerung.

Schichten und Schichtensysteme sind der Lage nach söhlig oder schwebend, wenn sie horizontal oder nahezu horizontal verlaufen. Abweichungen von dieser Richtung werden durch die Beobachtung des Streichens und Fallens (s. d.) der Schichten vermittelst Kompasses und Gradbogens bestimmt. Zeigen zwei aufeinander folgende Schichtensysteme untereinander parallele S., so sind sie konkordant (gleichförmig), im entgegengesetzten Falle diskordant (ungleichförmig). In der Bildung konkordanter Systeme hat keine größere zeitliche Unterbrechung stattgefunden, während zwischen der Ablagerung diskordanter Systeme ein Zeitraum liegen muß, in dem das ältere System aus seiner ursprünglichen, horizontalen Lagerung gebracht wurde (s. Artikel »Geologische Formation«, S. 597, und zugehörige Tafel II, Fig. 2 u. 4). Greift ein Schichtensystem über die Grenzfläche gegen ein älteres konkordant unterlagerndes Schichtensystem hinaus, indem es ein größeres Verbreitungsgebiet als das letztere besitzt, so spricht man von einer übergreifenden oder transgredierenden Auslagerung (Transgression). In der Richtung der Verbreitung der Schichten können Schichtensysteme dadurch ineinander übergehen, daß sich zwischen die Schichten des einen zuerst dünne, nach einer bestimmten Richtung aber immer mächtiger werdende Schichten eines verschiedenartigen Materials eindrängen, bis sie zuletzt das System allein zusammensetzen. Da die mittlern Partien unter solchen Verhältnissen Wechsellagerung zeigen und die abwechselnden Schichten nach entgegengesetzten Richtungen sich auskeilen, so spricht man von einem Übergang durch auskeilende Wechsellagerung.

Die Schichten haben sich mehr oder weniger horizontal abgelagert, sind aber vielfach infolge späterer Bewegungen in der Erdrinde ausgerichtet und gefaltet worden (vgl. Tafel »Bergformen II« sowie Artikel »Geologische Formation«, S. 597, und zugehörige Profile, auch Tafel »Gebirgsbildungen«, Fig. 4, und Tafel »Metamorphismus«, Fig. 1 u. 6). Sind die Schichten bis zur senkrechten Stellung ausgerichtet, so sind sie saiger oder stehen auf dem Kopf; sind sie um mehr als 90° ausgerichtet, so bezeichnet man sie als überkippt. Fallen die Schichten von den Seiten (Flügeln, Schenkeln) aus einer Linie (Muldenlinie, Muldenachse) zu, so entsteht eine Mulde (Synklinale), fallen sie von allen Seiten einem Punkte (Muldentiefstes) zu, so entsteht ein Kessel (Becken, Bassin). In beiden Fällen sind die Schichten synklin, d.h. sie fallen einander zu. Sind umgekehrt die Schichten antiklin, zeigt ein Schichtensystem einen höchsten Punkt im Innern, von dem die Schichten allseitig abfallen, so ist es kuppelförmig und wird zum Sattel (Gewölbe, Antiklinale), wenn kein Punkt, sondern eine Linie (Sattellinie, Antiklinalachse) das Höchste der Schichten bildet. Fehlt dieses Höchste infolge späterer Erosion, so entsteht ein Luftsattel. Die Schichten einer Kuppel oder eines Beckens schneiden die Horizontalebene in einer in sich zurücklaufenden geschlossenen Linie, der Streichlinie, sie haben einen umlaufenden Bau. Schließen sich Sättel und Mulden aneinander, so spricht man von einer Faltung, von gefalteten und gebogenen Schichten und unterscheidet unter den Falten stehende, bei denen die Flügel symmetrisch zu der Mittellinie (Achse) des Sattels und der Mulde gestellt sind, schiefe, bei denen die Neigung der Flügel gegen die Mittellinie eine ungleiche ist, überkippte, wenn die Flügel nach derselben Seite einfallen, und liegende, bei denen die Flügel eine fast horizontale Lage besitzen. Isoklinalfalten sind solche, deren Schenkel mehr oder weniger parallel stehen. Waren die auf die Schichten einwirkenden seitlichen Kräfte nicht stark genug, um sie deutlich zu falten, so entstand oft nur eine Runzelung, Kräuselung, Fältelung, zickzackförmige Knickung oder Biegung der Schichten, oder gar nur eine Rippung oder Kräuselung der Schichtungsflächen. Eine eigentümliche, sogen. fächerförmige Schichtenstellung findet sich zuweilen im starkgefalteten Gebirge, z. B. in den Alpen (s. Tafel »Geologische Formationen I«, Fig. 1, und Tafel II, Fig. 3, sowie Artikel »Gebirge«, Textfigur 1, S. 409); hierbei lehnen sich an eine zentrale Zone von senkrecht gestellten Schichten nach rechts und links geneigte, der zentralen Partie zufallende Schichten an. Vgl. auch die Artikel »Dislokation, Hebung, Lagerung und Verwerfung«.