Demanega

Perm (vor 298–252 Millionen Jahren):

Im Perm setzt eine vulkanische Aktivität an, die sich in einem Kontext von Dehnungen und Absenkungen der Erdkruste vollzog. Die Etschtaler Vulkanitgruppe, der so genannte „Bozner Quarzporphyr“ entsteht in dieser Zeit aus vulkanischer Aktivität und erreicht im Südtiroler Unterland Mächtigkeiten von über 1000 m.

Die darauf folgenden geologischen Prozesse sind durch Sedimentation in wechselhaftem Klima und wechselhafter Mechanismen gekennzeichnet. Grob ist im Bereich von Sedimentationsprozessen zwischen

• siliciklastischen
• chemischen und
• chemisch-biogenen

Sedimenten zu unterscheiden.

Im Bereich von Sedimentgesteinen ist bedeutend, dass Siltstein, Tonstein und Schiefertone (siliciklastische Sedimente) grundsätzlich rund 75 Prozent der Sedimentgesteine ausmachen, Sandsteine und Konglomerate rund 11 Prozent und Kalksteine und Dolomite rund 14 Prozent, während andere Sedimentgesteinen nur ein geringes Vorkommen haben [6].

Blöcke, Steine und Kies bilden nach Verfestigung Konglomerate und Brekzien, sind allerdings auf entsprechend starke Strömungen angewiesen, wie diese in Gebirgsflüssen auftreten. Sandstein ergibt sich aus Sand. Schlämme aus Schluff (Silt) und Ton bilden Siltstein und Tonstein sowie Schieferton. Tonstein zerbricht in unregelmäßige Stücke, Schieferton entlang von Schichtflächen. Schieferton und Tonschiefer sind Verfestigungen und Umwandlungen von Tonstein.

Kalkstein entsteht durch chemisch-biogene Sedimentation von Carbonatsand und Carbonatschlamm, also aus Korallen und Muschelresten. Organismen, die im Wasser leben, scheiden Schalenmaterial ab, das als Carbonatsedimente abgelagert wird. Dolomit entsteht hingegen durch chemische Sedimentation, indem magnesiumhaltige Lösungen mit Calcit-Sedimenten reagieren. Dolomit ist weder ein Fällungsprodukt aus Meerwasser und auch kein Produkt von Organismen, sondern eine Umwandlung von Carbonatsedimenten in Dolomit.

Bezugnehmend auf die Geologie des Südtiroler Unterlandes folgen auf die vulkanische Aktivität permische Sedimente. Die Gröden-Formation besteht hauptsächlich aus roten Sandsteinen, Tonsteinen und Konglomeraten. Diese Sedimente wurden in einem ariden, kontinentalen Klima abgelagert, das von Flüssen, Seen und gelegentlichen Wüstenumgebungen dominiert wurde. Die rote Farbe weist auf Oxidationsbedingungen in einem trockenen Klima hin. Die Gröden-Formation macht als Grödner Sandstein im Südtiroler Unterland Mächtigkeiten von 40 bis 70 m aus, die durch die rötliche Farbe erkennbar sind.

Überlagert wird die Gröden-Formation von der Bellerophon-Formation, bei der es sich um flachmarine Sedimente aus dem Lagunen- und Innenschelfbereich handelt. Der Begriff Bellerophon weist auf Schnecken hin. Die Formation repräsentiert eine Übergangszeit von kontinentalen zu marinen Bedingungen. Die Evaporite deuten auf aride, also wüstenhafte, Bedingungen mit zeitweiligem Wassermangel hin. Die Bellerophon-Formation besteht aus grau-gelblichen Siltiten, grauen Sandsteinen und Siltsteinen, dünnen mergeligen Lagen und dünnen kohligen Schichten mit Mächtigkeiten von bis zu 25 m.

Gröden-Formation und Belleorphon-Formation sind teilweise miteinander verzahnt.

Trias (252–201 Millionen Jahre vor heute):

Deutlich überlagert werden Gröden-Formation und Belleorphon-Formation von der Werfen-Formation (Untertrias), die nach wiederholten Überflutungen des Tethysmeeres entstand. Die Schichtenfolge der Werfen-Formation zeigt eine zyklische Abfolge von marinen und terrigenen Ablagerungen, die auf sich ändernde Meeresspiegel und Umweltbedingungen hinweisen. Die Werfen-Formation enthält unter anderem Muscheln, Schnecken und Brachiopoden, die auf ein produktives, flaches Meer hinweisen. Die Werfen-Formation besteht aus grauen, gelblich-grauen Kalken, Mergelkalken oder Kalkmergeln. Die Mächtigkeit erreicht etwa 300 m.

Das Voltago-Konglomerat (Mitteltrias) hat Mächtigkeiten von 15 bis 40 m, entstand in kontinentalen oder randmarinen Bereichen unter gelegentlich flachmarinen Einflüssen und besteht aus Sand-Konglomerat-Linsen, die sich mit Sandsteinen wechsellagern. Die Konglomerate mit sandig-tonigem rotem Bindemittel stellen vielfach Füllungen der Erosionsrinnen in der Werfen-Formation dar. In diese Zeit fallen auch brennend rote Sandsteine als Äquivalente des Voltago-Konglomerats.

Ein Konglomerat ist ein grobkörniges, klastisches Sedimentgestein, das aus mindestens 50 % gerundeten Komponenten, während Brekzien aus eckigen Bestandteilen bestehen.

Die Entstehung der Dolomiten begann in der Trias-Zeit, als der Bereich des heutigen Mittelmeeres von einem flachen tropischen Meer bedeckt war. In diesem Meer lebten zahlreiche Korallen und andere kalkabscheidende Organismen, deren Überreste sich am Meeresboden ablagerten. Durch die Akkumulation dieser Überreste entstanden mächtige Kalksedimentschichten. Diese Schichten bildeten riesige Riffe und Plattformen, die die Grundlage der heutigen Dolomiten darstellen.

Ein entscheidender Prozess war die sogenannte Dolomitisierung, bei der Kalksedimente durch die Einwirkung von magnesiumhaltigem Wasser in Dolomit umgewandelt wurde. Dieser Prozess verlieh den Dolomiten ihre charakteristische helle Farbe und ihre spezielle Struktur.

Durch die Kollision der afrikanischen und eurasischen Platten in der Alpenbildung (Alpine Gebirgsbildung vor etwa 50-20 Millionen Jahren) wurden die Kalkstein- und Dolomitschichten emporgehoben und gefaltet. Dieser Prozess führte zur Entstehung der Alpen und damit auch der Dolomiten. Tektonische Kräfte formten die charakteristischen schroffen Gipfel und steilen Felswände.

Technische Gesteinskunde:

Siliciklastische Sedimente, die aus fragmentierten Silikatmineralien bestehen (Sandstein, Schluffstein, Tonstein), haben vielfach eine raue und körnige Oberflächenstruktur. Vielfach ist eine Schichtung mit unterschiedlichen Korngrößen sichtbar. Sandstein kann in verschiedenen Farben vorkommen, von weiß und gelb über rot bis braun. Die Farbe hängt von den Mineralien und dem Bindemittel ab. Bindemittel sind Siliziumdioxid, Calciumcarbonat, Eisenoxide oder Tonminerale.

Chemisch-biogene Sedimente wie Kalkstein hat vielfach eine glatte Oberfläche. Kalkstein ist meist einheitlich gefärbt und kommt in Weiß-, Grau-, Beige- und manchmal in bläulichen oder rötlichen Tönen vor. Dolomit ist ein chemisches Sediment. Die Kristalle sind häufig kleiner und haben eine perlglänzendes Aussehen.

Sandstein ist in der Regel härter als Kalkstein. Kalkstein erreicht eine Mohs‘sche Härte von 3, Dolomit von 3,5 bis 4 und Sandstein von 6 bis 7. Kalkstein kann Stahl nicht ritzen, Sandstein aufgrund der Sandpartikel sehr wohl.

Sandstein besteht aus miteinander verkitteten Sandkörnern und hat daher eine körnige Struktur. Diese Körnigkeit macht es einfacher, ihn in kleinere Teile zu zerlegen und detaillierte Muster zu meißeln.

Kalkstein kann aufgrund seiner homogenere Struktur und der Art und Weise, wie er bricht, schwieriger in gleichmäßige Blöcke oder Platten geschnitten werden. Er neigt dazu, in unregelmäßigen Mustern zu brechen, was die Bearbeitung und Formgebung erschwert.

Vulkanite haben oft eine feinkörnige oder glasige Textur, weil die Lava schnell abkühlt und die Kristalle keine Zeit haben, groß zu werden. Tendenziell haben Vulkanite eine höhere Dichte und Härte und sind oft dunkel, beispielsweise schwarz, dunkelgrau oder dunkelbraun (Basalt), aber auch hell (Rhyolith). Während Sedimentgesteine oft entlang der Schichtungslinien brechen und haben weniger scharfe Kanten ausbilden, brechen Vulkanite vielfach unregelmäßig und bilden scharfe Kanten.

Übersicht: Geologische Zeitskala

Präkambrium: Vor über 541 Millionen Jahren

Paläozoikum (Erdaltertum): 541 bis 252 Millionen Jahre vor heute

• Kambrium: 541 bis 485 Millionen Jahre vor heute
• Ordovizium: 485 bis 444 Millionen Jahre vor heute
• Silur: 444 bis 419 Millionen Jahre vor heute
• Devon: 419 bis 359 Millionen Jahre vor heute
• Karbon: 359 bis 299 Millionen Jahre vor heute
• Perm: 299 bis 252 Millionen Jahre vor heute

Mesozoikum (Erdmittelalter): 252 bis 66 Millionen Jahre vor heute

• Trias: 252 bis 201 Millionen Jahre vor heute
• Jura: 201 bis 145 Millionen Jahre vor heute
• Kreide: 145 bis 66 Millionen Jahre vor heute

Känozoikum (Erdneuzeit): 66 Millionen Jahre bis heute

• Pälogen: 66 bis 23 Millionen Jahren vor heute
  • Paläozen: 66 bis 56 Millionen Jahre vor heute
  • Eozän: 56 bis 34 Millionen Jahre vor heute
  • Oligozän: 34 bis 23 Millionen Jahre vor heute
• Neogen: 23 bis 2,6 Millionen Jahre vor heute
• Quartär: 2,6 Millionen Jahre bis heute

Technische Gesteinskunde und Geologie in Südtirol

Geologie und Hydrogeologie der Etschtalsohle

Literatur:

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

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

[3] Herbert Scholz, Karl-Heinz Bestle und Sebastian Willerich: „Quartärgeologische Untersuchungen im Überetsch“, Ingenieurgeologie der Technischen Universität München, München 2005

[4] Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale: „Erläuterungen zur geologischen Karte von Italien im Maßstab 1:50.000 – Blatt 043 – Mezzolombardo“, Padova / Treviso 2012

[5] Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale: „Erläuterungen zur geologischen Karte von Italien im Maßstab 1:50.000 – Blatt 026 – Eppan“, Padova / Treviso 2007

[6] John Grotzinger, Thomas Jordan: „Press /Siever: Allgemeine Geologie“, Springer Nature, Berlin Heidelberg 2017