Demanega

Gestein ist ein natürlich vorkommendes, mehr oder weniger festes, mikroskopisch heterogenes Gemisch aus Mineralkörnern, organischen und anorganischen Bestandteilen und Gesteinsbruchstücken. Aufgrund sehr unterschiedlicher geologischer Entstehungsgeschichten und Mechanismen sind die Eigenschaften lokal naturgemäß sehr unterschiedlich. Grundsätzlich ist von magmatischen Gesteinen, von metamorphen Gesteinen und von Sedimentgesteinen die Rede.

In Südtirol treffen zwei tektonische Großstrukturen, das Ostalpin und das Südalpin zusammen. Im Südalpin bildet das kristalline Grundgestein das unterste Stockwerk, das aus vaiszisch niedriggradig metamophen Einheiten, vor allem Quarzphyllit besteht. Darüber entstand im Perm aufgrund magmatischer Ereignisse im Brixner Raum der Brixner Granit und in Bozen und im Bozner Unterland der Quarzporphyr. Ebenso kam es im Perm zur Sedimentation des Grödner Sandsteins, ehe in der Trias das Dolomitgestein entstand.

Das Ostalpin besteht hingegen aus dem kristallinen Grundgebirge und daraus folgend vorwiegend aus metamorphen Gesteinen wie Gneisen und Glimmerschiefern und metamorphen Sedimentgesteinen, etwa im Ortlerbereich, wo Dolomitgestein metamorph überprägt wurde und verdunkelte.

Insbesondere bei vulkanischen Gesteinen ist die Glutflussausbreitung und die entsprechende Erstarrung wesentlich. Die Tracht bezeichnet dabei die Gesamtheit der Flächen, die eine Kristallform bestimmen. Der Verband bezeichnet die Anordnung der Gesteinsschichten und -einheiten. Das Gefüge bezeichnet die Anordnung der mineralischen Bestandteile zueinander. Die Absonderung bezieht sich hingegen auf die Bildung von Kluftflächen, die im Wesentlichen durch tektonische Kräfte und nachfolgende Abkühlung entstehen.

Plattige und bankige Absonderungen entsteht bei gleichmäßiger Abkühlung, welche in den unteren Bereichen beginnt und sich durch Zusammenziehen äußert. Die säulenförmige Absonderungen entstehen bei ungleichmäßiger Erstarrung des Schmelzflusses an der Oberfläche, Kontraktion und fortschreitende Ausbreitung. Die kugelige Absonderung vollzieht sich ähnlich, allerdings von Erstarrungsmittelpunkten ausgehend in Lagen. Die unregelmäßig-vielflächige Absonderung ist bei Porphyren sehr verbreitet und besteht aus zahlreichen regellosen, eckigen und scharfkantigen Stücken. Bei langsamer Abkühlung entsteht drei angenähert aufeinander senkrecht stehenden Kluftscharen eine regelmäßig-sechsflächige Absonderung, die für Granite häufig ist und auch beim Quarzporphyr im Eggental der Fall ist.

Grundsätzlich ergibt sich im Bereich der Etschtaler Vulkanit-Gruppe im Eggental eine plattige und bankige ABsonderung, ebenso aber auch eine dünnplattig-blätterige Absonderung, die ebenso auf das Tiersertal, Leifers und Branzoll zutrifft, seltener aber auch säulenförmoge Absonderung im Eggental. Durch Gebirgsdruck wird Porhyr metamorph zu Porphyrschiefer umgewandelt.

Die Gargazon-Formation bildet bis zu 800 Meter mächtige Ablagerungen von pyroklastischen Strömen, also Gas-Flüssigkeits-Partikel-Gemischen (Tuffe und kristalline Asche). In der Regel besteht das Gestein aus sehr homogenen, verschweißten und extrem kompakten Tuffen mit subvertikalen Klüften von 1 bis 30 cm.

Die Gries-Formation bildet bildet die Basis der Felswände im Bereich des Quarzporphyrs, besteht aus Tuffen und hat Mächtigkeiten bis 150 Metern, findet sich im Bereich Auer und Branzoll, Söll bei Tramin, aber auch im Bereich Leuchtenburg mit Mächtigkeiten von bis zu 300 Metern. Die Andrian-Formation besteht aus Laven und tritt in Mächtigkeiten bis 450 Metern auf. Vielfach bildet sich eine magmatische Fließstruktur mit variabler Mächtigkeit von 5 bis 20 cm heraus. Die Tregiovo-Formation stellt eine vulkanoklastisch-sedimentäre Ablagerung dar.

Die Auer-Formation ist die jüngste Schicht der Etschtaler Vulkanit-Gruppe, erreicht Mächtigkeiten von bis zu 1.000 Metern und überlagert ältere vulkanische und klastische Formationen. Das Gestein verfügt über eine regelmäßige subvertikale (senkrechte) Klüftung in zwei Haupt-Kluftsystemen, die senkrecht aufeinander stehen. Die Eigenschaften Härte, Homogenität und regelmäßige Klüftung eignet sich zur Produktion von Platten und Pflastersteinen. Die Säulenabsonderung ist selten.

Klüfte heben das Kontinuum auf und gliedern das Gestein in mehr oder weniger regelmäßige Körper, sodass das Gestein sich als ein Vielkörpersystem ergibt.

Dolomite sind Gesteine, die vorwiegend aus Dolomit bestehen. Dolomite kommen in den Südalpen als auch in den Nordalpen vor. Dolomit ist Kalk sehr ähnlich, lässt sich aber durch zellige Struktur und einzelne glitzernde Kristalle unterscheiden. Der Hauptdolomit hat im Bereich der Südalpen eine Mächtigkeit von bis zu 2.200 Metern und entstand in Flachwasserzonen und Lagunen aus den Überresten von Meerestieren und organischen Partikeln. Daraus folgend wurden die marinen Sedimente durch den Druck des darüber liegenden Gesteins und die chemischen Prozesse der Lithogenese zu festen Gesteinen kompaktiert und umgewandelt. Durch die alpine Orogenese wurden die Dolomiten auf über 3.000 m angehoben.

Der Hauptdolomit verfügt über einen deutlich geschichteten Aufbau mit grundsätzlich starker Zerklüftung, die vielfach mit Calcit verheilt sind. Das Gestein ist hart und spröde. Im Bereich der Nordalpen, die zu den Ostalpen gehören, sind die Dolomiten stark geklüftet, weil diese durch die Faltung beeinflusst sind, sodass sich keine massiven Wände aus Dolomitgestein ausbilden, sondern vorwiegend Gipfel. Im Bereich der Südalpen ist die Faltung weniger stark ausgeprägt, weshalb bei günstiger Kluftlage die eindrucksvollen Gebirgszüge entstehen konnten. Im Gegensatz zu Kalkstein ist Dolomitgestein weniger anfällig für Verkarstung, sodass sich klare Konturen ergeben.

In der technischen Gesteinskunde werden die wesentlichen Eigenschaften von Gesteinen bestimmt. Diese sind: Härte: Die Widerstandsfähigkeit eines Gesteins gegenüber mechanischer Beanspruchung, insbesondere gegen Abrieb und Kratzer. Druckfestigkeit: Die Fähigkeit eines Gesteins, hohen Druckbelastungen standzuhalten, ohne zu zerbrechen. Biegefestigkeit: Die Fähigkeit eines Gesteins, Biegebelastungen zu widerstehen. Zähigkeit: Das Maß für die Energie, die ein Gestein aufnehmen kann, bevor es bricht. Porosität: Der Anteil des Volumens eines Gesteins, der von Poren oder Hohlräumen eingenommen wird. Dichte: Das Verhältnis der Masse eines Gesteins zu seinem Volumen. Wasseraufnahmefähigkeit: Die Fähigkeit eines Gesteins, Wasser aufzunehmen. Frostbeständigkeit: Die Fähigkeit eines Gesteins, wiederholte Gefrier- und Tauzyklen zu überstehen, ohne zu zerfallen oder an Festigkeit zu verlieren. Abriebfestigkeit: Die Widerstandsfähigkeit eines Gesteins gegen Abnutzung durch Reibung. Chemische Beständigkeit: Die Fähigkeit eines Gesteins, chemischen Einflüssen, wie Säuren oder Laugen, zu widerstehen.

Porphyr

Härte: Porphyr besteht überwiegend aus harten Mineralen wie Feldspat und Quarz, die ihm eine hohe Härte verleihen. Auf der Mohs-Skala liegt Porphyr typischerweise bei etwa 6-7.

Klüftigkeit: Porphyr kann je nach Herkunft variieren, zeigt aber oft eine geringe bis mittlere Klüftigkeit. Die Klüftung ist häufig unregelmäßig.

Festigkeit: Porphyr ist ein sehr festes Gestein.

Quarzphyllit

Härte: Quarzphyllit ist ein metamorphes Gestein, das aus feinkörnigem Quarz und Glimmer besteht. Seine Härte liegt auf der Mohs-Skala bei etwa 4-5.

Klüftigkeit: Quarzphyllit weist oft eine ausgeprägte Schieferung auf, was zu einer erhöhten Klüftigkeit entlang der Schieferungsebenen führt.

Festigkeit: Die Festigkeit von Quarzphyllit ist geringer als die von Porphyr, da die Schieferung die strukturelle Integrität beeinflusst. Die Schieferung ist ein geologisches Phänomen, das in metamorphen Gesteinen auftritt. Sie bezieht sich auf die Ausrichtung von Mineralien oder Gesteinsfragmenten in einer bestimmten Richtung innerhalb des Gesteins. Diese Ausrichtung entsteht aufgrund von Druck- und Temperaturveränderungen während des metamorphen Prozesses.

Kristalline Gesteine im Ostalpin

Härte: Kristalline Gesteine, wie Granit und Gneis, die im Ostalpin vorkommen, haben eine hohe Härte, oft im Bereich von 6-7 auf der Mohs-Skala.

Klüftigkeit: Die Klüftigkeit kann stark variieren, aber viele kristalline Gesteine weisen eine mittlere bis hohe Klüftigkeit auf, die oft durch tektonische Aktivitäten verursacht wird.

Festigkeit: Kristalline Gesteine sind sehr fest und langlebig.

Dolomit

Härte: Dolomit hat eine geringere Härte im Vergleich zu den oben genannten Gesteinen, mit einem Wert von etwa 3.5-4 auf der Mohs-Skala.

Klüftigkeit: Dolomit kann eine variable Klüftigkeit aufweisen, oft mit gut entwickelten Klüften, die durch tektonische Prozesse und chemische Verwitterung verstärkt werden.

Festigkeit: Die Festigkeit von Dolomit ist geringer als die von Porphyr und kristallinen Gesteinen.

Geologie Südtirols und Geologie der Alpen: Eine Betrachtung

Literatur:

[1] Josef Stiny: „Technische Gesteinskunde“, Springer Verlag, Wien 1929

[2] Volkmar Stingl und Volkmar Mair: „Einführung in die Geologie Südtirols“, Autonome Provinz Bozen, Bozen 2005

[3] Adrian Pfiffner: „Geologie der Alpen“, UTB Verlag, Stuttgart 2024

[4] Helmut Prinz und Roland Strauß: „Ingenieurgeologie“, Springer Spektrum, Berlin 2017