Zusammenfassung Tektonik zurück «-» weiter

Im Folgenden sollen die wichtigsten Beobachtungen nochmals zusammengefasst werden:

Wir haben gesehen, dass die Dogger- und Malm-Schichten im Unteren Glarner Deckenkomplex in Schuppen gelegt wurden. Die Strukturen, welche sie bilden, sind als Folge der lithostratigraphischen Ausgangslage anzusehen. Die Kalke der Quinten- und untergeordnet der Reischiben-Formation gaben als kompetenteste Schichtglieder die Strukturen vor. Die teils knorrigen Sandsteine der Bommerstein-Formation passten sich als etwas weniger kompetente Schichtabfolge weitgehend den sich im Hangenden befindenden Kalken an, wurden jedoch nicht immer vollständig in den Schuppenbau miteinbezogen. So blieb an der Vorderspina-Schuppe der grösste Teil der Bommerstein-Formation zurück und wurde nicht über die Strahlegg-Schuppe geschoben. Die Mergel der Palfris-Formation im Hangenden und die Molser-Tonschiefer im Liegenden ermöglichten als inkompetentere Füllmasse eine weitgehend von anderen Strukturen losgelöste Entwicklung der Dogger-Malm-Schuppen. Die Mergel der Schilt-Formation liessen im Innern der Schuppen eine begrenzte Loslösung der Dogger-Sedimente von den Strukturen der Malm-Kalke zu.
Die Strukturen wechseln von NW nach SE von flachliegenden, langgezogenen Schuppen ohne Internstrukturen (Lüsis-Schuppe) zu solchen mit z.T. verscherten Falten in ihrem Mittelteil (Sennis-, Strahlegg- und Vorderspina-Schuppe), zu schlussendlich kürzeren Schuppen mit grösserer Verfaltungs- und Überschiebungstendenz. Entsprechend ist eine Zunahme des Verkürzungsbetrages, den die Strukturen aufgenommen haben, zu beobachten.
Es sind mehrere Gründe für diesen Strukturwandel zu erwähnen. Zum einen nehmen die Schichtmächtigkeiten der Malmkalke gegen Süden hin generell ab, zum anderen nimmt der Mergelgehalt im Oberen Teil der Formation leicht zu. Des weiteren gelangen wir im Süden in Gebiete grösserer ehemaliger Überlast (Penninikum und Ostalpin). Die Grenze zwischen nur diagenetisch überprägten Abfolgen und der Anchizone verläuft etwa durch den Gonzen. Aus diesen Gründen ist diese kompetenteste Schichtabfolge (Quintner-Fm.) im Süden anfälliger für Deformationen gewesen als die nördlicher gelegenen Serien. Man könnte auch sagen, sie waren “biegsamer”.
Sicherlich einen grossen Einfluss auf strukturelle Änderungen haben synsedimentäre Brüche gehabt, welche abrupte Mächtigkeitsänderungen verursacht haben und dadurch das Verhalten der Abfolgen auf angelegte Differentialspannungen massgeblich mitprägten. Für den an der Grenze Tschuggen-Schuppe–Vorderspina-Schuppe lokalisierten synsedimentären Bruch haben wir eine folgende Beweislage:

  • Wir sehen massive, abrupte Mächtigkeitsänderungen der Lithologien. So ist der Plattenkalk an der Tschuggen-Stirn etwa 5mal mächtiger als an der Vorderspina-Schuppe.
  • Ein synsedimentärer Bruch ist eine Schwächezone, welche prädestiniert ist, in einer Überschiebung reaktiviert zu werden, wenn das Spannungsfeld annähernd senkrecht zum Bruch steht. (Andernfalls sind eher Blattverschiebungen zu erwarten).
  • Die Entstehung der Spina-Zwischenschuppe als oberster Teil des Oberen Quintnerkalkes der Vorderspina-Schuppe kann gut in Einklang mit dem reaktivierten Bruch gebrachten werden.
  • Die Form der Tschuggen-Antiklinalen zeigt die Form einer nach “fault-bend folding” entstandenen  Schuppe. Ihre benachbarte Stirn-Antiklinale der Gonzen-Schuppe zeigen dagegen eher Formen, wie sie aus einer “fault-propagation fold“ entstehen. Dies deutet darauf hin, dass der initiale Bruch der Tschuggen-Überschiebung von Beginn weg gänzlich durch die kompetenten Schichtglieder durchgebrochen ist. Der Grund kann in einer präexistierenden Schwächezone gefunden werden, wie sie ein synsedimentärer Bruch gebildet haben kann.
  • Der Überschiebungsbetrag ist von den aufgeschlossenen Schuppen bei der Tschuggen-Schuppe am grössten, was darauf hindeutet, dass die Überschiebung relativ früh stattgefunden hat, da sie durch eine Schwächezone begünstigt war.
  • Die komplizierten Strukturen, welche unter der Tschuggen-Antiklinalen angetroffen wurden, können als abgehobelte Teile der unmittelbar nordöstlich des synsedimentären Bruches gelegenen Lithologien interpretiert werden.
  • Die Genese des Erzes lässt sich gut mit einem synsedimentären Bruch erklären, welcher als Schwächezone den Fluiden den Aufstieg aus dem varistischen Grundgebirge ermöglicht hat. Da die Erzkörper in Reichweite der Tschuggen-Stirn liegen und kein anderer Bruch gefunden wurde, weisen wir die Genese des Erzes dem synsedimentären Tschuggenbruch zu.

Die Entstehung der Spina-Zwischenschuppe konnte nicht vollständig geklärt werden. Zwar kann sie klar als abgeglittenen, obersten Oberen Quintnerkalk der Vorderspina-Schuppe erkannt werden. Die Schichten der Zementstein-Formation, welche sich auf dem zurückgebliebenen Teil befinden, verhindern jedoch ein einfaches zurückführen im 2-dimensionalen Schnitt. Dasselbe Problem ergibt sich, wenn man den obersten Teil des viel zu mächtigen Oberen Quintnerkalkes an der Stirn der Vorderspina-Schuppe zurückführen will. Wir schliessen daraus, dass es sich um ein 3-dimensionales Problem handeln muss. Unterstützt wird diese These durch die Tatsache, dass die Überschiebungsrichtung, wie Linearanalysen auf Schicht- und Überschiebungsflächen zeigen konnten, im gesamten Gebiet von S nach N verläuft. Damit steht sie schief zu den meisten Faltenachsen, welche generell mit durchschnittlich 27° nach 63°E einfallen. Einzig die Bleichi-Falte weist zusammen mit der Stirnfalte der Spina-Zwischenschuppe eine Faltenachse auf, die senkrecht zur Überschiebungsrichtung steht. Die abweichenden Faltenachsen zeigen, dass z.T. rasche axiale Änderungen im Bau der Schuppen zu erwarten sind. Diese konnten in den seismischen Profilen des NFP20 gezeigt werden (PFIFFNER, 1994).

Einen guten Einblick in die 3D-Geomtrie des Schuppenbaus gibt das Gonzen-Bergwerk. Dort zeigt sich, dass die Gonzen-Überschiebung, die an der Follaplatte noch so deutlich zum Vorschein kommt und einen Überschiebungsbetrag von 350m aufweist, 2km weiter im Bergesinnern in der Region Naus ihren Versatz bereits verloren zu haben scheint. Daher ist es berechtigt, nordöstlich dieser Stelle von einer einzigen, kohärenten Gonzen-Tschuggen-Schuppe zu sprechen. In der Region Naus entsteht, gleichzeitig mit dem Ausklingen des Überschiebungsbetrages der Gonzen-Überschiebung, in der axialen Fortsetzung nach NE die Längsabschiebung. Sie zieht in den aufsteigenden Gonzen-Schenkel. Die beiden Knicke, die sich über und unter der Gonzen-Überschiebung finden, enden ebenfalls in der Region Naus. Diese beiden scharf umbiegenden Falten weisen einen einer ansonsten bei allen Schuppen vorgefundenen Schleppung entgegengesetzten Umbiegungssinn auf. Die beiden Knicke können daher nur schwerlich mit der Überschiebung in Einklang gebracht werden und werden einem späteren Ereignis zugesprochen. Eine Erklärungsmöglichkeit lieferte (teilweise) bereits EPPRECHT (1946): Die Bildung der unteren Schuppen bewirkte eine Dehnung der Gonzen-Antiklinalen. Sie führte zu einer abschiebenden Bewegung, die sich im Bereich der ehemaligen Überschiebung der vorgegebenen Struktur angeschmiegt und dabei die beiden Knicke gebildet hat. Im NE, wo keine Schwächezone vorhanden war, fand die Bewegung auf der neu angelegten Längs-Abschiebung statt. Nach SW einfallende Abschiebungen finden sich auch in den anderen Schuppen. Die Hinterspina-Antiklinale besitzt eine ungefähr die Faltenachsenebene markierende Abschiebung. In den aufsteigenden Schenkeln der Tschuggen-Schuppe und der Ellhorn-Falte ist eine ganze Serie von Abschiebungen zu sehen, mit Versetzungsbeträgen zwischen 10 und 20m. Sie können als Dehnungsbrüche im äusseren Bereich der Schuppen gedeutet werden. Durch Auftürmen der Vorderspina-Schuppe im Liegenden der Tschuggen-Schuppe (antiformal stack) kann auch eine passive Hebung der nordwestlichen Tschuggen-Schuppe die Entstehung der Abschiebungen in dessen aufsteigendem Schenkel unterstützt haben. Die nur geringe Krümmung der Tschuggen-Überschiebung zeigt jedoch, dass dies nur in einer letzten Phase der Fall gewesen sein kann.
Neben den faltenachsenparallelen Über- und Abschiebungen finden sich steilstehende, jüngere Brüche, von denen das morphologisch stark wirksame, in Richtung 150 streichende Bruchsystem das markanteste ist. Dieses zeigt absolute Versätze von schätzungsweise bis zu 200m (Nauswand-Bruch). Der Versetzungssinn der Brüche zeigt, dass in der Regel der jeweils nordöstliche Block nach Norden und nach unten versetzt wurde.  Damit verstärken sie das axiale Einfallen der Schichten nach NE zusätzlich. Die allgegenwärtige Klüftung zeigt in dieselbe Richtung wie dieses 150er-System und ist zeitlich in denselben Rahmen zu setzen. Die mögliche Ursache für die Entstehung der Brüche und der Klüftung kann in der stärkeren Hebung des westlich gelegenen, zentralen Aarmassivs gefunden werden.
Im Bergwerk sind die steilstehenden Brüche am besten zu studieren. Neben dem 150er-System finden sich hier untergeordnet zwei andere Systeme mit grösseren Versetzungsbeträgen: ein N-S-verlaufendes System mit ähnlichem Versetzungssinn wie das 150er-System und ein E-W streichendes (Mumpertjöris-System), bei welchem der südliche Block nach unten versetzt wurde. Die Versetzungsbeträge ändern sich mit dem Verlauf der Brüche erstaunlich rasch. Dies hat uns, besonders beim Fluewand- und Rundchopf-Bruch, zu Beginn dazu verleitet, Syn-Falten und Syn-Schuppen-Blattverschiebungen zu sehen. Es spricht jedoch einiges dagegen: Die Überschiebungsrichtung verläuft N-S und ist daher schräg zu den Brüchen gerichtet, welche ungefähr senkrecht zu den Faltenachsen stehen. Würde es sich bei den Brüchen um Blattverschiebungen handeln, müssten diese daher bei den Überschiebungen  versetzt werden. Die annähernd vertikal stehenden Brüche weisen jedoch meist einen geradlinigen Verlauf auf und durchschlagen dabei z.T. mehrere Schuppen (der Rundchopf-Bruch durchschlägt Vorderspina- und Tschuggen-Schuppe, sowie die Spina-Zwischenschuppe). Beim Fluewand-Bruch kann eine in der letzten Phase der Falten- und Schuppenbildung wirksame Blattverschiebung nicht ausgeschlossen werden, da sich die Rüti-Antiklinale nur mit Mühe anders erklären lässt. Am ehesten kann das N-S gerichtete System als Syn-Falten-Blattverschiebung erklärt werden. Dabei ergeben sich in unserem Modell jedoch Probleme mit Interaktionen mit dem 150er-Systems, da dieses erstere teilweise abzuschneiden scheint.
Ganz bestimmt im Zusammenhang mit der Faltenbildung stehende Brüche konnten im Gonzenbergwerk in anderen Systemen gefunden werden. In der Ghudlet Gonzen-Synklinalen und im anschliessenden Mittelschenkel ist ein achsenparalleles System zu sehen (Parallelsystem). Ein ausgeprägtes, vom aufsteigenden Gonzen-Schenkel mit 330 nach NW ziehendes System (Scheitelsystem) dreht in der Gonzen-Antiklinalen in grossem Bogen in eine faltenachseparallele, SE-gerichtete Lage um, wo die Brüche ihren Versatz allmählich verlieren.

Die am Castels in der Trias und im Glarner Verrucano eingemessene, fast horizontal liegende und nach SE weisende Faltenachse zeigt die Loskoppelung dieser Schichtserien vom Lias- und Dogger-Malm-Stockwerk. Diese Faltenachse gehört dem Glarner Faltenbogen an, welcher eine Folge des während der Alpenbildung invertierten Verrucano-Troges ist. Das axiale Abtauchen der Dogger-Malm-Schuppen kann ebenfalls auf den bei Sargans nach E ausklingenden Verrucano zurückgeführt werden. Durch Auftragen aller regionalen Faltenachsen in einer stereographischen Projektion konnte eine Kippung mit 27° nach 075  ermittelt  werden (siehe Fig. 14-8). Für die schräg zur Überschiebungsrichtung verlaufenden Faltenachsen der Dogger-Malm-Schuppen gibt es folgende Erklärung: Die Faltenachsen reagieren rasch auf Mächtigkeitsänderungen. Somit kann eine präexistierende, auf paläogeographische Gegebenheiten zurückzuführende Struktur (SW-NE-verlaufend), sehr gut ein Ablenken der Faltenachsen bewirkt haben.

Für die Abschätzung der relativen Überschiebungsbeträge zwischen den 3 Stockwerken des Unteren Glarner Deckenkomplexes bei Sargans (Verrucano – Lias – Dogger/Malm) kann die Beobachtung dienlich sein, dass offensichtlich am Castels im Glarner Verrucano eingelagertes Eisenerz vom Typ Gonzenerz gefunden wurde (EPPRECHT 1943). Wenn beide Erze denselben genetischen Ursprung haben, also isochrone Bildungen darstellen sollten und somit ursprünglich vertikal übereinander abgelagert wurden, sollte die relative Bewegung zwischen den Stockwerken abzuschätzen sein. Da die Entstehung des Gonzenerzlagers von uns dem synsedimentären Tschuggenbruch zugesprochen wurde und sich dieser heute am Ende der Vorderspina-Schuppe auf Höhe des Castels bei Sargans findet, würde dies jedoch bedeuten, dass praktisch keine Verschiebung stattgefunden hätte.

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Diplom - Sargans
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