Studiengang Erdwissenschaften

Exkursion Gotthard / Vierwaldstättersee, 15.6.2002

Inhalte: Tellsplatte / Erstfeldergranit / Schöllenen / Andermatt / Gotthard

Exkursion Vierwaldstättersee und Gotthard; 15. Juni 2002
Professor Wilfried Winkler, D-ERDW, ETHZ

1.) Tellsplatte

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Profil Seite 3: Schichtverläufe und -grenzen nachvollziehen

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Wir sehen helvetische Decken, die von Süden her weiter nach Norden verfrachtet sind, weil sie auf einer inkompetenteren Schicht aufliegen. Die grosse Mulde der Einheit, die die helvetischen Decken enthält und wie eine grosse Synform aussieht, nennt man Synklinorium. Diese sichtbaren Decken (Gitschen- und Axen/Urirotstockdecke) stammen aus einem Bereich weiter südlich des Aarmassives. Beide sind gleicht alt, unterscheiden sich aber in der lokalen Stratigraphie, denn sie durchschneiden verschiedene Stratigraphsiche Altersabfolgen. Die Tauchfalte der Axendecke zeigt, dass die Drusbergdecke sie überholt hat und ursprünglich höher und südlicher war als die Axendecke. Dieses Phänomen nennt man transportierte Deformation, denn man findet eine umgekehrte Position der Axendecke, als eigentlich zu erwarten wäre. Die normale Situation des Überschiebungspunktes wäre ein Ansteigen nach Norden, nicht ein Einfallen.
Die Skizze zeigt die ursprüngliche Situation, während der die Drusbergdecke langsam die Axendecke überholt (gravitativer Vorgang), um die Situation in Karte (3) des Exkursionsführers zu erreichen.

Es zeigt sich, dass die Decken im Süden mächtiger und mergeliger sind und damit besser geeignet zur Kompression und Verschiebung. Der Grund, warum im Süden mehr Schichtdicke aufgebaut werden konnte, liegt darin, dass mehr Platz zur Sedimentation bestand (grösserer Akkomodationsraum).

Repetition Strukturformen im Feld:

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2.) Aufschluss Erstfelder Gneis

Diskordanz von Gneis und darüberliegendem Sediment, das stark komprimiert wurde und in stark geschieferter Form vorliegt. Man kann eine Altersdifferenz von 70 Millionen Jahren feststellen. Anhand der P-T-Bedingungen, bei dem der Gneis gebildet wurde (bei 300°C, das entspricht 10 Kilometern Tiefe, wenn man von einem Temperaturgradienten von 3°C pro 100m ausgeht), lässt sich eine Hebungsrate von 10 Kilometern in 70 Millionen Jahren feststellen. Die Schichtmächtigkeit der darüberliegenden Sedimente wurde aber nur auf maximal 2000 Meter geschätzt, also war die Schicht nicht dick genug, um die entsprechenden Druck- und Temperaturbedingungen zu erzeugen. Also: Zusätzliche Überlagerung der helvetischen Decken.
Ablagerungsbedingungen der gesehenen Sedimente: Tonschichten, Kalke und Dolomite: Kalk und Dolomit sind je ein Flachwassersediment, wobei eine erhöhte Salinität (Meerwasser) die Entstehung des Dolomits bevorzugt. Dolomit ist Mg,Ca(CO3)2, wobei das Karbonat nicht unter Säurezugabe braust. Transgression bezeichnet dabei eine Ablagerung von Sedimenten im Meer über schon bestehenden Schichten.

3.) Aufschluss Schöllenen

Plutonische Granite des Aarmassives. Im Vordergrund stehen hier mikroskopische Betrachtungen. Man erkennt, dass der biotitreiche Granit aus der ursprünglichen Gesamtschmelze kristallisierte und später von einem jüngeren, aplitischen Gang durchschlagen wird, der heller und feinkörniger ist. Der Biotit fehlt fast komplett, denn das Gestein ist erst später aus der Restschmelze auskristallisiert und daher saurer (SiO2 reicher). Siehe fraktionierte Kristallisation. z.T. erkennt man auch xenolithische Einschlüsse im Granitgestein.
Im Schöllenental selber, gegenüber der Bahnlinie, gut sichtbar ist die Klüftung parallel und auch senkrecht zum Hang: Beim Emporheben und bei der Exhumierung des Gesteins findet eine grosse Druckentlastung statt und es bilden sich Spalten und Klüfte senkrecht zu dieser Entlastung aus.

4.) Aufschluss im Steinbruch Andermatt / Hospental

Marmorsteinbruch: Glimmer und CaCO3-reicher Marmor, der unter Säureeinwirkung stark braust. Das Ausgangsgestein bestand aus verschiedenen Zusammensetzungen:
a) Kalksedimente
b) Tone (Glimmerführend)
à Mergel aus 50-50 %
Im Gebiet der Urserenzone finden sich allgemein steilstehende Marmore, die ehemals einer starken Druckinduktion ausgesetzt waren (Schierferung). Gegen den Südhang finden sich Evaporite, v.a. Gips und metamorphe Sandsteine, also Paragneise. Zur Entstehung der Evaporite: Ausschlaggebend war die starke Verdunstung von Wasser im Monsunklima der Trias.

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Angewandte Geologie im Hospental: Es bestand ein relativ weit fortgeschrittenes Projekt für eine Staumauer der Schöllenen, die das Hospental geflutet hätte. Das Problem liegt aber in der tiefen glazialen Sedimentauffüllung im Tal rund um Andermatt. Der Druck des Sees hätte Wasser in den Gotthardtunnel eindringen lassen, der nur 35m unterhalb der Füllungen zu liegen kommt.

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5.) Gotthard - Passhöhe

Augengneise (Fibbia-Granitgneis) mit Glimmeransammlungen (Serizit) und einer gut sichtbaren Ausrichtung der Schieferung. Evtl. finden sich auch Teile von "grünem" Biotit (eisenarm)
Weiter runter entlang der Tremola findet sich der Rotondogranit: Er ist homogener, massiver und enthält weder Augen noch Schieferung, in der sich die Mineralien einlagern konnten. Radiale Risse und Klüfte im anstehenden Gestein direkt an der Strasse zeugen von anthropogenen Einflüssen (Sprengung für den Strassenbau). Der im Gestein enthaltene Zirkon erlaubt die Altersbestimmung aufgrund der Mutter-/Tochterzerfälle von Uran/Blei.

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Dann: an der Strassenbiegung findet man eine lithologisch klar umrissene Grenze zwischen dem Gotthardgranit und dem Paragneis. Dieser bunte, dunkle Paragneis entstand aus Tonen und etwas gröberen Sedimenten und enthält ebenfalls Zirkon, so dass eine Altersdatierung auf 1 Milliarde Jahre vrogenommen wurde. Dieser Paragneis stellt somit das älteste offen in der Schweiz sichtbare Gestein dar!

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6.) Val Tremola - Gotthard Südseite oberhalb Airolo

Gneiss, Granat und Hornblende führend. Sehr grosse Kristalle von Almandin und schöne Hornblende-Stengel.

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