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Katharina Anna Telenga

• Macroscopic tensile cracks in rocks are frequently flanked by conspicuous alteration halos. These halos show a microcrack density typically about one order of magnitude above background. The width of the halo \(d_{az}\) is interpreted to mark the extent of damage resulting from inelastic deformation and so the radius of the process zone \(r_{pz}\) around the propagating tip of the macroscopic crack, which is supposed to depend on the critical stress intensity factor \(K_{Ic}\) and the ultimate strength \(\sigma_{us}\) of the material. \(d_{az}\) scales with the local aperture of the cracks, represented by the thickness of the veins \(d_{cv}\), which formed by sealing of the opened macroscopic crack with minerals precipitated from the fluid phase. The ratio \(d_{az}/d_{cv}\) is generally similar to 10, independent of scale. This correlation suggests that such tensile cracks develop in a single stage - controlled by purely elastic deformation - and that the finite crack dimensions are pre-determined during propagation.
• Makroskopische Zugrisse in Gesteinen zeigen oft auffällige Alterationshalos. In diesen Halos ist die Mikrorissdichte typischerweise um eine Größenordnung höher als der Hintergrund. Daher wird angenommen, dass die Breite des Halos \(d_{az}\) das Ausmaß der Schädigung, welche durch den inelastischen Deformationsprozess verursacht wird, und damit auch den Radius der Prozesszone \(r_{pz}\) an der fortschreitenden Rissspitze des Makrorisses nachzeichnet. Diese ist vermutlich abhängig von der Bruchzähigkeit \(K_{Ic}\) und der Zugfestigkeit \(\sigma_{us}\) des Materials. \(d_{az}\) korrespondiert mit der lokalen Öffnungsweite des Risses, repräsentiert durch die Breite \(d_{cv}\) des mit aus der fluiden Phase abgeschiedenen Mineralen gefüllten Ganges. Das Verhältnis \(d_{az}/d_{cv}\) liegt generell bei etwa 10, unabhängig von der Größenskala. Diese Korrelation suggeriert, dass Zugrisse in einem Schritt entstehen - kontrolliert durch rein elastische Deformation - und dass deren endgültige Dimensionen bei der Rissausbreitung bereits festgelegt sind.