Geologisch-strukturelle Untersuchungen im Oberen Maggiagebiet (Tessin, Schweiz)

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1 Research Collection Doctoral Thesis Geologischstrukturelle Untersuchungen im Oberen Maggiagebiet (Tessin, Schweiz) Author(s): Huber, Martin Immanuel Publication Date: 1981 Permanent Link: Rights / License: In Copyright NonCommercial Use Permitted This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For more information please consult the Terms of use. ETH Library

2 STRUKTURELLE Diss. ETH Nr GEOLOGISCH UNTERSUCHUNGEN IM OBEREN MAGGIAGEBIET (TESSIN, SCHWEIZ) ABHANDLUNG zur Erlangung des Titels eines Doktors der Naturwissenschaften der EIDGENOESSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZUERICH vorgelegt von Huber, Martin Immanuel dipl. Geol. (Phil. Fak. II Universität Zürich) geboren am 15. November 1949 von Ramsen / SH Angenommen auf Antrag von Prof. Dr. J. G. Ramsay, Referent Prof. Dr. A. Steck, Korreferent PD Dr. A. G. Milnes, Korreferent 1981

3 Komplex Mulde Komplexes Kristallin granodioritischen,sowie Komplex. Teildecke' Decke Komplexes Komplexes Mulde Decke VI ZUSAMMENFASSUNG Die vorliegende Arbeit enthält strukturgeologische Untersuchungen der Stirnre gion der tiefen penninischen Decken im Gebiet der Landesgrenze und dem Val Lavizzara (Kt. Tessin,Schweiz). Die folgenden tektonischen Einheiten sind im Ar beitsgebiet aufgeschlossen (von unten nach oben): Verampio Komplex, Teggiolo und Maggia Der Kristall inkomplex des Ve rampio (mit granitischen bändrigen amphibolitischen Gneisen) ist in verschiedene keilförmige Teilkörper zerlegt. Neu wurde in dieser Arbeit die massigen,granodioritischen Gneise des hintersten Val Bavona mit dem Verampio korreliert. Die wurde als überfahrener und eingewickelter Teil der Maggia gedeutet. Von der Maggia Decke (im herkömmlichen Sinn, hier: Maggia s.str.) wurde zwischen Val Bavona und Valle di Peccia eine neu definierte 'Braga abgetrennt. Alle drei 'Teildecken' wurden zu einem einzigen Deckenkomplex zusammengefasst; sie zeigen ua. grosse lithologische Aehnlichkeiten (eine grosse Vielfalt von Glimmergneisen und schiefern,bändrige und amphibolitische Gneise und Augengneise). Die beiden grossen Krisallindeckenkomplexe werden durch die Metasedimente der Teggiolo Mulde voneinander getrennt; in nach Osten rasch abnehmender Mächtigkeit treten Marmore,karbonatführende Glimmerquarzite und Kalkglimmerschiefer auf. Das Hauptgewicht dieser Arbeit liegt auf der Beschreibung und Deutung der Struk turen im Rahmen der alpinen Entstehungsgeschichte der Lepontinischen Alpen.Die Untersuchungen im frontalen Teil des Verampio und in den angrenzenden Metasedimenten zeigte,dass Klein und Grossstrukturen 3 Faltungs phasen der alpinen Verformungsgeschichte (F 1 bis F 3) zugeteilt werden können. Die Zuordnung der Strukturen zu einer Phase dieser Sequenz erfolgt nach Kriterien des Stiles,der Orientierung und der Interferenzmuster,wobei grosses Gewicht auf den Zusammenhang aller charakteristischer Eigenschaften innerhalb der einzelnen Deformationsphase gelegt wurde. Eine erste Verformungsphase F 0 wurde dem Zyklus duktiler Faltung vorangestellt. Diese Phase der Verschuppung von Metasedimenten der Teggiolo und Gneisen des Maggia ist an isolierten Marmorbändern im randlichen Teil dieses Komplexes erkennbar. Es können ihr keine Kleinstrukturen zugeordnet werden. Das Kristallin des Veramoio wird erstmals,unter duktilen Bedingungen,in Phase F 1 verformt. Sowohl hier.wie auch im Maggia Le bendun entstehen sehr enge bis isoklinale Falten und lokal eine starke stoffliche Bänderung. Die stärkste Planarstruktur in den Gneisen ('Hauptfoliation')

4 'Stielstruktur' Fl. 45). VIIentsteht in einer nächsten Faltungsphase F 2. Die älteren Isoklinalfalten wer den um E bis ENE fallende Faltenachsen wiederverfaltet,deren Achsenebenen dem Einfallen der 'Hauptfoliation' entsprechen (s NE bis SSE / 25 Die ser Faltungsphasen können die riesige isoklinale Struktur am Wandfluhhorn und (spekulativ) die Maggia zugeordnet werden. Der Verformung während der F 2 Phase folgt im Untersuchungsgebiet der Höhepunkt der regionalen Metamorphose (untere Amphibolitfazies). Bei stark gesunkenen p / T Bedingungen erfolgte schliesslich in einer F3 Faltungsphase die Steilstellung der stofflichen Bänderung ('Rückfaltung1). Diese Foliation wurde lokal in eine crenulationsartige Faltung einbezogen und ihr eine neue Schieferung (mit Drucklösungsstruk turen) überprägt,die stark wechselndes Einfallen der s Fl. zeigt. Mit dieser späten 'Rückfaltung' schliesst sich der Zyklus der alpinen Faltungs phasen; spröde Verformungsprozesse führen zu spätalpiner Kluftbildung und zur Anlage von regionalen Störungen. Die strukturellen Verhältnisse im Untersuchungsgebiet lassen vermuten,dass im ganzen Lepontin keine zylindrischen Elemente zu erwarten sind; die Geometrie der Strukturen ändert sich in allen Richtungen sehr rasch. In einem Blockdia gramm (das von einer tektonischen Karte und von einem Querschnitt durch die Tessiner Alpen 1 : begleitet ist) wurde in spekulativer Form versucht, dem Leser eine räumliche Vorstellung über die Tektonik im Lepontin zu ver schaffen. Während der südliche Teil auf Angaben aus der Literatur basiert,entspricht der nördliche Teil auf Karte und Profilen,die der vorliegenden Arbeit beigelegt sind.

5 shaped the rieh Teildecke1 Hui type,which VIII ABSTRACT A detailed study of the structure of an area between the Swiss border and Val Lavizzara (Ticino.Switzerland) was made. The area is situated in the Lepontine region,where schists,granitic and granodioritic gneisses, and banded to amphibolitic gneisses form the front of two major basement nappe complexes: the Verampio complex at the bottom and the Maggia complex at the top. They are separated by metasediments of the 'Teggiolo Mulde'. The crystalline basement complex of Verampio is near its front split up in several wedge bodies. In the present work the granodioritic gneis ses of the upper Val Bavona werde tentatively correlated with the gneisses of the Verampio Window more to the west. The part of the Maggia complex is considered to have been overdriven by the bulk mass of the complex in an early phase of nappe formation. A new tectonic unit 'Braga has been proposed in this work;it is a strongly deformed crystalline body between nappe s. str. and Mag gia nappe s. str. All these three nappes have a similar lithological composition: a large variety of mica schists and gneisses with abundant banded to amphibolitic gneisses and 'Augen'gneisses. The Teggiolo de corresponds to a metamorphosed sequence of Sediments (marbles,quarzites,calcareous schists),the thickness of which is rapidely decreasing from west to east. The aim of this work was to describe the struetures in the area and to integrate the results in a hypothetical picture of the tectonic evolution of the frontal part of the lower Pennine nappes. The main coneepts which were applied to unravel the history of the investigated area are presented. The attribution of strue tures to a fold phase was made on criteria of style,orietation and geometric in te rference patterns; much care was taken to ensure the coherence of the characterisic features in one fold phase. Three main fold phases have been recognized (Fl to F 3), whereas a previous deformation phase F 0 is considered to be of a 'Verschuppungs' Ted to a deep interleavement of metasediments and gneisses at the base of the Mag gia complex. There were no minor stuetures observed which could be attributed to this 'slicing' of F 0 age. The basement of the Verampio complex was only deformed in a F 1 phase; under duetile conditions very tight to isoclinal folds and (locally) a strong foliation were formed. In both nappe com plexes relict struetures of this first folding phase can be found, but normally they are obliterated by the strong F 2 deformation which Ted to the development

6 45. Stiel' dimensional diagram IX of the main foliation. The early isoclinal folds were refolded about axes which plunge E to ENE and have axial planes (= foliation) with general dips of NE to SSE / 25 The huge isoclinal structure at the Wandfluhhorn and (speculatively) the 'Maggia are thought to have formed in F 2 phase. This phase was followed by the peak of the regional metamorphism (amphibolite facies conditions). After the temperatures dropped the foliation was deformed in a steep orientation : on a large scale 'backfolds' were formed,on a small scale the foliation was crenulated and a new (pressure Solution) cleavage formed (which varies strongly in its orientation). With the late 'backfolding' the alpine deformation sequence has come to an end; the following brittle deformation leads to the development of joints and faults. The complex form of the geometry of the nappe bodies in the investigated area led to the conclusion that for the lower Pennine nappes in general a cylindrical picture as it was outlined by the early workers in the Lepontine is very probably wrong. The direction and form of the structural elements vary \iery rapidly. To give an idea of the three form a block (together with a tectonic map and a scetch profile 1 : ) is presented.