Geologie der Schweiz. Mark Feldmann. Dr. sc. nat. ETH

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Henriette Arnold
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1 Geologie der Schweiz Mark Feldmann Dr. sc. nat. ETH

2 Inhalt Übersicht Eine sehr kurze Einführung in die Geologie Geologische Forschung Kristallines Grundgebirge und Superkontinent Tethys und mesozoische Sedimente Auffaltung der Alpen und Metamorphose Molasse Jurafaltung Eiszeiten und Bergstürze

3 Tektonische Gliederung der Schweiz

Trias (250-205 Mio Jahre) Mit Trias bezeichnete Friedrich von Alberti 1834 die unterste Formation des Erdmittelalters, weil er die entsprechenden Gesteine, die er damals im Südwesten Deutschlands

4 Trias ( Mio Jahre) Mit Trias bezeichnete Friedrich von Alberti 1834 die unterste Formation des Erdmittelalters, weil er die entsprechenden Gesteine, die er damals im Südwesten Deutschlands untersuchte, in drei Abteilungen unterteilt hatte - eben eine Trias oder Triade. Diese Unterteilung in die drei lithostratigraphischen Gruppen Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper wird heute als Germanische Trias bezeichnet und trifft nicht auf triassische Gesteine an andern Orten zu. So unterscheidet sie sich von der alpinen oder mediterranen Trias.

5 Während der Trias wusste man nicht genau, auf welchem Kontinent man stand, waren die Kontinente doch immer noch zu einem einzigen Superkontinent Pangäa gesamte Erde vereint. Die Trias war eine geologisch "ruhige" Zeit, grosse tektonische Bewegungen fanden nicht statt. Die variskischen Gebirge wurden allmählich abgetragen und das Land flachte aus. Dem riesenhaften Festland stand ein grosser Ozean gegenüber, die Tethys, die in Form einer riesigen Bucht den Superkontinent in eine nördliche und eine südliche Hälfte teilte.

6 Die gewaltigen Ausmasse des Superkontinents hatten deutliche Auswirkungen auf das Weltklima, das viel wärmer war als heute.

In einem wüstenhaften Klima wurden Kiese und Sande auf dem Superkontinent Pangäa abgelagert und zu Konglomeraten und Sandsteinen verfestigt.

7 In einem wüstenhaften Klima wurden Kiese und Sande auf dem Superkontinent Pangäa abgelagert und zu Konglomeraten und Sandsteinen verfestigt. Teile der Pangäa wurden zeitweise von Flachmeeren überflutet, in welche feinkörnige Sedimente und Kalke zur Ablagerung gelangten. Flüsse schwemmten zusätzlich Sand und Ton in diese Meere. An den Küsten wurden Gips und Salz ausgeschieden. Schematischer Schnitt durch den Urkontinent Pangäa mit der Darstellung von Flachmeeren und Ablagerungen (aus Mojon, 2006)

8 aus Schoch, 2007 Frühe Trias in Mitteleuropa (aus Weissert und Stössel, 2009)

Diese Sandsteine sind ein beliebtes Baumaterial und werden sowohl für Hochbauten und als Pflastersteine für

9 Untere Trias - Buntsandstein Rote Sandsteine und Konglomerate des Buntsandsteins finden sich im nördlichen Jura. Sie unterlagern wahrscheinlich den grössten Teil des Juras. Diese Sandsteine sind ein beliebtes Baumaterial und werden sowohl für Hochbauten und als Pflastersteine für Strassen verwendet. Pflastersteine aus roten Sandsteinen des Buntsandsteins; Strehlgasse Zürich Baslermünster - aus roten Sandsteinen des Buntsandsteins errichtet.

Untere Trias - Melser Sandstein Zu Beginn der Trias wandelte sich das Klima sehr zum Trockenen hin. Die Landmasse der Vindelizischen Anhöhe wurde zunehmend abgetragen.

10 Untere Trias - Melser Sandstein Zu Beginn der Trias wandelte sich das Klima sehr zum Trockenen hin. Die Landmasse der Vindelizischen Anhöhe wurde zunehmend abgetragen. Durch den langen Transport der Flüsse lagerte sich viel quarzreicher Kies und Sand auf Festlandebenen ab. Mit der Verfestigung (Zementation) der quarzigen Ablagerungen bildete sich allmählich eine helle, weisslich bis grünlichgraue, grobkörnige Quarzitbrekzie, der Melser Sandstein. Melser Sandstein

11 Alpine Trias - Einflussbereich der Tethys Untertrias: Marine Entwicklung mit Claraia und Tirolites Claraia sp. Tirolites sp.

Mittlere Trias Die seichten Meere der mittleren Trias sind geprägt durch das nördliche germanische Muschelkalkbecken, das sich bis zum zukünftigen helvetischen

12 Mittlere Trias Die seichten Meere der mittleren Trias sind geprägt durch das nördliche germanische Muschelkalkbecken, das sich bis zum zukünftigen helvetischen Ablagerungsraum hinzieht und der Transgression der Paläotethys aus dem Südosten, welche das zukünftige Ostalpin und grosse Teile des Penninikums bedeckte (aus Schoch, 2007).

Mittlere Trias - Muschelkalk Zur Zeit des Muschelkalkmeeres in der mittleren Trias war das Klima sehr heiss und trocken, etwa so ähnlich wie heute am Persischen Golf.

Teilweise war die Verbindung zwischen dem germanischen Becken und der Tethys unterbrochen und es bildeten sich Evaporite (Anhydrit und Steinsalz), welche bei Basel

13 Mittlere Trias - Muschelkalk Zur Zeit des Muschelkalkmeeres in der mittleren Trias war das Klima sehr heiss und trocken, etwa so ähnlich wie heute am Persischen Golf. Die späteren Kontinente waren immer noch im einzigen Superkontinent Pangäa vereint. Im germanischen Raum lagerten sich marine Kalke und Dolomite ab. Teilweise war die Verbindung zwischen dem germanischen Becken und der Tethys unterbrochen und es bildeten sich Evaporite (Anhydrit und Steinsalz), welche bei Basel Mächtigkeiten von bis zu 90 m erreichten. Auf diese Art entstanden die Rheinsalinen bei Basel. Mittlere Trias in Mitteleuropa (aus Weissert und Stössel, 2009) Salzhaufen bei den Rheinsalinen

14 Zunehmend lagerte sich im seichten Wasser Kalkschlamm ab, der später zu Dolomit (Rötidolomit) umgewandelt wurde. Mit der Zeit bildeten sich Lagunen, die durch Sand- und Karbonatbarren vom offenen Muschelkalkmeer abgetrennt waren.

15 Triassischer Rötidolomit überlagert diskordant permische Quarzite, Hintersand

Ein auffälliges, gelb-rötlich anwitterndes Band des triassischen Röti-Dolomites trennt das

Strandsanden zu lagunären Ablagerungen während der Triaszeit an.

16 Ein auffälliges, gelb-rötlich anwitterndes Band des triassischen Röti-Dolomites trennt das darunter liegende Kristallin des Aarmassivs von den darüber liegenden grauen Sedimenten des Juras. Wechsellagerungen von hellem Sandstein und gelbrötlichem Dolomit künden den Übergang von Strandsanden zu lagunären Ablagerungen während der Triaszeit an. Eine Varietät des Rötidolomites ist die Rauwacke mit den vielen Hohlräumen, in welchen ursprünglich Gips (CaSO 4 ) eingelagert war. Durch die Auflösung solcher Gipsminerale entstanden die Schwefelquellen im Alpenraum.

17 Sturmlagen im Rötidolomit, Sandalp

18 Stromatolith im Rötidolomit, Sandalp

Schwefelquellen In den Lagunen war die Verdunstung (Evaporation) so hoch, dass zeitweise

Millionen Jahre später löste sich dieser Gips (Calciumsulfat) auf, wobei der Schwefel mit

Alle bekannten Schwefelquellen wie les Bains de Stachelberg haben ihre Ursache im Gips,

19 Schwefelquellen In den Lagunen war die Verdunstung (Evaporation) so hoch, dass zeitweise Gipsknollen im Karbonatschlamm auskristallisierten. Millionen Jahre später löste sich dieser Gips (Calciumsulfat) auf, wobei der Schwefel mit Wasserstoff reagierte und in Form von Schwefelquellen wieder zu Tage trat. Alle bekannten Schwefelquellen wie les Bains de Stachelberg haben ihre Ursache im Gips, der einst in der Mittleren und Späten Trias abgelagert wurde. Les bains de Stachelberg - heute. Les bains de Stachelberg zu ihrer Blütezeit um 1912

20 Wechsellagerungen von Gips (weiss) und rötlichem Ton Salzkristalle

21 Gips

22 Halit, Steinsalz

23 In der Mittleren Trias gab es bereits ziemlich grosse Landreptilien, Archaeosaurier, die sich bereits im Perm entwickelt hatten. Aus ihnen gingen später die Dinosaurier (böse Echsen), die Flugsaurier und die Krokodile hervor. Als Saurier werden allgemein alle ausgestorbenen Echsen oder Reptilien bezeichnet (aus Schoch, 2007).

Saurierspuren 1976 wurde in Vieux-Emosson (Finhaut, VS) eine

auf ca. 245 Millionen Jahre geschätzt wird.

sind damit die ältesten Wirbeltierfährten der Schweiz.

24 Saurierspuren 1976 wurde in Vieux-Emosson (Finhaut, VS) eine Steinplatte mit fossilen Reptilienabdrücken gefunden, deren Alter auf ca. 245 Millionen Jahre geschätzt wird. Somit stammen die Spuren aus der unteren oder mittleren Trias und sind damit die ältesten Wirbeltierfährten der Schweiz. Mittlerweile geht man davon aus, dass neun verschiedene Tiere ihre Spuren hinterlassen haben. Es wurden bisher über 800 Trittsiegel gefunden. Einzelne Trittsiegel Emosson (VS); Sandsteinplatte mit Saurierspuren War Ticinosuchus in Emosson?

Archäosaurier (Thecodonten) vor rund 230

25 Im Tödigebiet wurden im Jahre 2000 auf einer Höhe von 2300 m.ü.m. im Rötidolomit mehr als 200 Vertiefungen gefunden, die eine Gruppe Archäosaurier (Thecodonten) vor rund 230 Mio Jahren an der tropischen Meeresküste des Glarnerlandes hinterlassen haben. Die sogenannten Chirotheroidenfährten gehören zu den ältesten Wirbeltierfährten der Schweiz.

26 Versprengte Saurier in der Triaswüste

27 Alpine Trias - Einflussbereich der Tethys Mitteltrias: Vulkanite Dunkle bituminöse Kalke und Dolomite mit reicher Saurierund Fischfauna (Monte San Giorgio) Kalke und Dolomite mit Algenriffen und dickschaligen Mollusken Saurierfundstelle, Monte San Giorgio

Späte Trias in Mitteleuropa (aus Weissert und Stössel, 2009) In der oberen Trias zog sich das Meer immer weiter auf ein Kerngebiet im Süden zurück und erreichte nur noch saisonal das Glarnerland.

28 Späte Trias in Mitteleuropa (aus Weissert und Stössel, 2009) In der oberen Trias zog sich das Meer immer weiter auf ein Kerngebiet im Süden zurück und erreichte nur noch saisonal das Glarnerland. In mäandrierenden Flüssen bildeten sich Sandsteinschichten, an ihren Rändern blieben zahllose Seen, Tümpel und Brackwassermarsche zurück, welche die sehr flache Ebene bedeckten. In ihnen lagerten sich Tone ab, aus welchen mit der Zeit die schiefrigen, weichen, meist roten Quartenschiefer entstanden.

29 aus Schoch, 2007

Obere Trias - Keuper Die Mächtigkeiten der Sedimente des Keupers betragen im nördlichen und östlichen Jura bis zu 150 Meter und nehmen gegen Westen hin zu (500 m in einer Bohrung bei Lausanne).

30 Obere Trias - Keuper Die Mächtigkeiten der Sedimente des Keupers betragen im nördlichen und östlichen Jura bis zu 150 Meter und nehmen gegen Westen hin zu (500 m in einer Bohrung bei Lausanne). Diese Sedimente bestehen hauptsächlich aus einer Abfolge von bunten Schiefern und Anhydrit (Gipskeuper). Im westlichen und nördlichen Tafeljura findet man im Gipskeuper Steinsalz. In den zukünftigen ultrahelvetischen Decken der Westalpen besteht die Obertrias hauptsächlich aus Gips, bei Bex im Rhonetal aus Steinsalz. Salzbergwerk bei Bex (VD)

31 Salzabbau in der Schweiz

32 Obere Trias - Keuper In den Alpen folgt über den Rötidolomiten die Quartenformation. Im Osten besteht diese aus roten Siltschiefern und quarzitischen Sandsteinen und ist fast rein vindelizisch beeinflusst. Die Ablagerungen der Späten Trias fehlen im Aarmassiv häufig, was auf eine Schicht- oder Zeitlücke hinweist. Es ist anzunehmen, dass diese Schichtlücke durch Erosion zu Beginn des Jura entstand. Quartenschiefer am Kerenzerberg (GL)

Alpine Trias - Einflussbereich der Tethys Obertrias: Tone und

(Kössenerschichten) Hauptdolomit bis 1500 m (Dolomiten);

euxinischen Senken, Algenkalke, Stromatolithen Dolomite, Gips,

33 Alpine Trias - Einflussbereich der Tethys Obertrias: Tone und Lumachellen-/Schillkalke (aus Mollusken), Korallenkalke (Kössenerschichten) Hauptdolomit bis 1500 m (Dolomiten); Intertidale Ablagerungen mit Saurierfährten, Asphaltschiefer in euxinischen Senken, Algenkalke, Stromatolithen Dolomite, Gips, Rauhwacken, Tonschiefer, Sandsteine (Raiblerschichte) Dolomiten Fossile Koralle

34 aus Marthaler, 2005

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