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The western Bohemian Massif and the adjacent Franconian Basin constitute an area that has been formed and deformed in the course of multiple tectonic events in the geological past. Starting with the late Paleozoic Variscan Orogeny, phases of tectonic activity are known to have occurred in the Carboniferous–Permian, late Permian to Early Triassic, Early Cretaceous, Late Cretaceous to early Paleogene, and Neogene to Recent. Despite these deformation phases and although being located close to neotectonic active areas such as the Eger Rift in the north and the Alpine front in the south, the spatial distribution of known faults and areas that experienced young, Cenozoic to Recent tectonic deformation is surprisingly heterogeneous. By applying a combined approach using high-resolution Digital Elevation Models (DEMs) and Bouguer anomaly data, this thesis provides insights into the structural inventory and tectonic activity of the western Bohemian Massif and the adjacent Franconian Basin from a new perspective. Three areas were analyzed in detail, (1) the southwestern Bohemian Massif, (2) the western Bohemian Massif including adjacent marginal parts of the South German Block, and (3) the Franconian Basin. In the southwestern Bohemian Massif, five main lithological domains could be defined, which are characterized by distinct patterns of metamorphic grades, Bouguer anomalies, and topographic lineaments. These domains are interpreted as individual fault-bounded basement blocks. Whereas NW–SE-striking block boundaries are formed by the known Pfahl and Runding shear zones, NNW–SSE-striking block boundaries are interpreted to reflect a yet unknown fault zone in the southwestern Bohemian Massif termed Cham Fault. Basement blocks that are segmented by the Cham Fault show variations in the abundance of exposed and buried granite bodies as indicated by filtered gravity data as well as in the distribution of low-temperature fission track ages. A model of differential exhumation and tectonic tilt is suggested as the most likely cause of the observed variations in metamorphic grade and granite inventory. Along the NW–SE-striking Pfahl and Runding shear zones, block faulting occurred prior, during, and after the late Variscan granite intrusion phase at ca. 320 ± 10 Ma. In contrast, block faulting along the Cham Fault is interpreted to have postdated granite emplacement. By applying a selection of methods from tectonic geomorphology in the area of the western Bohemian Massif and adjacent marginal parts of the South German Block, complex patterns of young, Cenozoic to Recent deformation could be revealed. Two mechanisms of uplift are proposed, including localized, fault-related uplift and superimposed, regional uplift. The northwestern segment of the Danube Shear Zone and the Cham Fault reflect sites of intense localized faulting in the late Cenozoic, as indicated by their distinct appearance in topography, increased geomorphic indices, and highly perturbed river systems in adjacently uplifted blocks. In contrast, the higher altitude area east of the Cham Fault is interpreted to reflect pre- to early Cenozoic relict topography that has been further uplifted in the course of younger regional processes. This latter mechanism of uplift is particularly well depicted also in the area of the eastern Franconian Alb and indicated by increased geomorphic indices and deeply incised river systems. Combined domal uplift related to the Eger Rift with lithospheric folding initiated by the Alpine Orogeny reflects the most likely cause of regional, Miocene to Recent uplift of the entire study area. The Franconian Basin, which is situated in the northern part of the South German Block, is characterized by a spatially heterogeneous structural inventory. By performing a manual lineament analysis of high-resolution topographic data, the most intense faulting could be revealed in the northeastern Franconian Basin, which agrees well with published geological maps. Reverse faulting is interpreted to have been initiated at the Franconian Line and propagated ca. 40-50 km towards the west, most likely in the course of Late Cretaceous inversion tectonics. With the Frankenschwelle, a prominent lineament in the northern Franconian Basins is interpreted to result from a buried former Permian normal fault that has been reactivated as a blind reverse fault during Late Cretaceous tectonic shortening. In the southern Franconian Basin, linear gradients in the gravity field suggest the presence of buried basement structures adjoining the Pfahl and Danube shear zones towards the west. Subparallel striking topographic lineaments indicate that these basement structures have partly been coupled to the overlying Mesozoic cover. Lithospheric folding and disintegration of the South German Block during Alpine tectonics in the Miocene provides the most plausible mechanism that triggered basement–cover structural coupling in the southern Franconian Basin. Finally, an automatic approach to extract topographic lineaments using the LINE module of Geomatica (PCI Geomatics) was tested and compared with the manually derived lineament inventory in the Franconian Basin. Statistical analysis illustrates how the adjustment of each parameter in the Geomatica LINE module influences the resulting lineament patterns. Depending on correctly chosen parameter sets, automated lineament analyses can be used as a reconnaissance tool to yield first insights into the lineament inventory of a given region. Nevertheless, significant noise is still observed in the data, which is why manual lineament analysis is still the favored method particularly to infer the precise location of individual structural elements. Die westliche Böhmische Masse und das benachbarte Fränkische Becken bilden ein Gebiet, das im Laufe der geologischen Vergangenheit durch mehrere tektonische Ereignisse geformt und verformt wurde. Ausgehend von der spätpaläozoischen Variszischen Orogenese sind tektonische Phasen im Permokarbon, im späten Perm bis in die frühe Trias, in der frühen Kreide, in der späten Kreide bis in das frühe Paläogen sowie im Neogen bis in die jüngste Vergangenheit bekannt. Trotz dieser Deformationsphasen und der Nähe des Untersuchungsgebietes zu neotektonisch aktiven Gebieten, wie dem Eger Rift im Norden und der Alpenfront im Süden, ist die räumliche Verteilung von bekannten Störungen und jungen, känozoisch bis rezent tektonisch aktiven Gebieten überraschend heterogen. Mit Hilfe eines kombinierten Ansatzes aus hoch-aufgelösten Digitalen Geländemodellen und Erdschweredaten beleuchtet diese Arbeit das Strukturinventar und die tektonische Aktivität der westlichen Böhmischen Masse und des angrenzenden Fränkischen Beckens aus einer neuen Perspektive. Drei Gebiete wurden im Detail analysiert, (1) die südwestliche Böhmische Masse, (2) die westliche Böhmische Masse einschließlich der angrenzenden Randbereiche der Süddeutschen Großscholle und (3) das Fränkische Becken. In der südwestlichen Böhmischen Masse konnten fünf lithologische Domänen definiert werden, die durch charakteristische Verteilungen von Metamorphosegraden, Bouguer-Anomalien und topographischen Lineamenten gekennzeichnet sind. Diese Domänen werden als einzelne, störungsbegrenzte Grundgebirgsblöcke interpretiert. Während die NW–SE-streichenden Blockgrenzen von den bekannten Scherzonen Pfahl und Runding gebildet werden, werden die NNW–SSE-streichenden Blockgrenzen als Ausdruck einer bisher unbekannten Störungszone in der südwestlichen Böhmischen Masse gedeutet, die als Cham-Störung bezeichnet wird. Die durch die Cham-Störung segmentierten Grundgebirgsblöcke unterscheiden sich, wie aus gefilterten Erdschweredaten hervorgeht, durch die Häufigkeit von aufgeschlossenen und tiefliegenden Granitkörpern, aber auch in der Verteilung von veröffentlichten Spaltspuraltern. Zur Erklärung der beobachteten Unterschiede im Metamorphosegrad und im Granitinventar wird ein Modell der differenziellen Exhumierung und tektonischen Verkippung vorgeschlagen. Blockverwerfungen entlang der NW–SE-streichenden Pfahl- und Runding-Scherzone traten höchstwahrscheinlich vor, während und nach der spät-orogenen Phase der Granitintrusionen (ca. 320 ± 10 Ma) auf. Im Gegensatz dazu wird die Störungsaktivität entlang der Cham-Störung als post-granitisch eingestuft. Durch die Anwendung ausgewählter Methoden aus dem Gebiet der tektonischen Geomorphologie konnte ein komplexes, känozoisches bis rezentes Deformationsmuster im Bereich der westlichen Böhmischen Masse und der angrenzenden Randbereiche der Süddeutschen Großscholle identifiziert werden. Es werden zwei Hebungsmechanismen postuliert, darunter eine lokal begrenzte, störungsbedingte sowie eine überlagernde, regionale Hebung. Das nordwestliche Segment des Donaurandbruchs und die Cham-Störung spiegeln Orte mit intensiver Störungsaktivität im späten Känozoikum wider, wie ihr ausgeprägtes Erscheinungsbild in der Topographie sowie erhöhte geomorphologische Indizes und stark gestörte Flusssysteme in angrenzenden Hebungsgebieten zeigen. Im Gegensatz dazu wird das höhergelegene Gebiet östlich der Cham-Störung als Ausdruck einer prä- bis frühkänozoischen Relikt-Topographie gedeutet, die im Zuge jüngerer regionaler Prozesse weiter angehoben wurde. Dieser letztgenannte Hebungsmechanismus ist auch im Bereich der östlichen Frankenalb gut zu erkennen und wird durch erhöhte geomorphologische Indizes und tief eingeschnittene Flusstäler angezeigt. Die wahrscheinlichste Ursache für die regionale Hebung des gesamten Untersuchungsgebiets ist die Aufdomung im Bereich des Eger Rifts und die flexurelle Deformation des Alpenvorlandes, die durch die Alpidische Orogenese ausgelöst wurde. Das Fränkische Becken, das den nördlichen Teil der Süddeutschen Großscholle bildet, ist durch ein räumlich heterogenes Strukturinventar gekennzeichnet. Mittels manueller Lineamentanalyse von hoch-aufgelösten topographischen Daten konnte im nordöstlichen Fränkischen Becken ein Störungszentrum nachgewiesen werden, dessen Lage gut mit veröffentlichten geologischen Karten übereinstimmt. Die durch aufschiebende Bewegungen charakterisierte Störungstektonik hat sich ausgehend von der Fränkischen Linie ca. 40-50 km nach Westen ausgebreitet, wahrscheinlich als Folge der spätkretazischen Inversionstektonik. Mit der Frankenschwelle wird ein ausgeprägtes Lineament im nördlichen Fränkischen Becken als Ergebnis einer ehemalig permischen Abschiebung interpretiert, die ebenfalls im Zuge der spätkretazischen Kompression als blinde Aufschiebung reaktiviert wurde. Im südlichen Fränkischen Becken deuten lineare Gradienten im Erdschwerefeld auf das Vorhandensein von Strukturen im unterlagernden Grundgebirge hin, die sich nach Westen an die Pfahl-Scherzone und den Donaurandbruch anschließen. Subparallel verlaufende topographische Lineamente lassen vermuten, dass diese Grundgebirgsstrukturen teilweise mit dem darüberliegenden mesozoischen Deckgebirge gekoppelt sind. Flexurelle Deformation und die Segmentierung der Süddeutschen Großscholle im Miozän stellen den plausibelsten Mechanismus dar, der die strukturelle Interaktion zwischen unterlagerndem Grundgebirge und auflagerndem Deckgebirge bedingte. Schließlich wurde ein automatischer Ansatz zur Extraktion topographischer Lineamente mit dem LINE-Modul von Geomatica (PCI Geomatics) getestet und mit dem manuell abgeleiteten Lineamentinventar im Fränkischen Becken verglichen. Die statistische Analyse zeigt, welchen Einfluss die einzelnen Parameter im LINE-Modul von Geomatica auf das resultierende Lineamentinventar haben. Abhängig von den gewählten Parametern kann die automatisierte Lineamentanalyse als Tool genutzt werden, um erste Erkenntnisse über das Lineamentinventar einer Region zu erhalten. Da jedoch ein erhebliches Rauschen in den Daten zu beobachten ist, ist die manuelle Lineamentanalyse nach wie vor die bevorzugte Methode insbesondere um die genaue Lage einzelner Strukturelemente abzuschätzen. |
