Strukturgeologie im Gebiet um Zermatt

Strukturgeologische Meßdaten



D1-Phase     D2-Phase    D3-Phase     D4-Phase


In diesem Abschnitt sollen die gewonnenen Meßdaten beschrieben und interpretiert werden. Dabei wird das vorherige Kapitel zur Deutung mit einbezogen. In den beiliegenden strukturgeologischen Karten ( Karte der planaren Elemente und Karte der linearen Elemente) sind die Meßwerte, nach linearen und planaren Elementen getrennt, im Schmidtschen Netz dargestellt.



D1-Phase:

Deutlich ist eine stockwerksübergreifende Schieferung beziehungweise Foliation mit nordwestlichem Einfallen zu erkennen. Diese von der Monte Rosa-Decke über die Zone von Zermatt-Saas Fee und der Combin-Zone zur Dent Blanche-Decke gleichbleibende Schieferungsorientierung fällt flach nach Nordwesten ein. Zudem liegt sie parallel zu den Deckenkontakten und kann als S1-Schieferung betrachtet werden. Nur in wenigen Gebieten (Plot C und Q auf den beiliegenden Karten) weicht sie von der üblichen Orientierung ab. In diesen Fällen spiegelt sie eine spätere Faltung aus der D2- oder D3-Phase wider. Da die Faltenachsen nicht parallel zur F3-Rückfaltungsachse (Ost-West bis Südwest-Nordost) sind, ist die D2-Phase wahrscheinlicher. Der p-Kreis im Plot Q ergibt nämlich eine nach Nordwesten abtauchende Faltenachse.

Weitere Zeugen aus der D1-Phase sind die Deckengrenzen. Wie schon im Kapitel 3.3 erwähnt, ist die Combin-Zone stark verschuppt und die Deckengrenzen stark verfaltet. Da die Mont Fort-Decke eozäne Flysche der Barrhorn-Serie überlagert, kann der Deckentransport nicht vor dem mittleren bis oberen Eozän stattgefunden haben. Im Westen des Arbeitsgebietes tauchen die Dent Blanche-Decke und die Combin-Zone mäßig steil nach Nordwesten ab. Die Deckengrenzen zwischen der Combin-Zone und der Zone von Zermatt-Saas Fee in mittleren Bereichen des Arbeitsgebietes zeigen dagegen ein flaches Einfallen der Decken nach Norden. Die östlichen Einheiten zeigen am Gornergrat eine starke Verschuppung der Gornergrat-Zone, der Zone von Zermatt-Saas Fee und der Monte Rosa-Decke.

F1-Falten mit Faltenachsenebenen, die parallel zu den Schieferungsflächen liegen (zum Beispiel Plot E, H, K, N, Q und S) müssen folglich ebenfalls aus der D1-Phase stammen. Sie haben Amplituden von einigen Zentimetern bis Kilometern. Die dazu gehörigen Faltenachsen variieren in ihrer Ausrichtung durch spätere Faltungen stark. Ursprünglich werden sie aber Südwest-Nordost g erichtet gewesen sein.

Weitere tektonische Elemente aus der Zeit der Deckenüberschiebung sind Streckungslineare L1 und eingeregelte Minerale wie Amphibole. Solche, die auf den S1-Flächen nach Nordwesten bis Norden abtauchen, spiegeln den Deckentransport in diese Richtung wider. Diese L1-Lineare sind wie die Schieferung deckenübergreifend.

Daß die D1-Phase duktil gewesen sein muß, wird durch das mylonitische Gefüge (Abb. 1) angezeigt. Besonders in den Metabündnerschiefern der Combin-Zone treten viele Sigmaklasten (Abb. 2 und 3) auf. Sie sind meist quarzitisch und die Mehrheit zeigt einen Transport des Tops nach Nordwesten an. Auch gelängte Quarzklasten der permotriassischen Metakonglomerate (Abb. 4im Kapitel: Monte Rosa-Decke) sind mit ihrer X-Achse nach Nordwesten ausgerichtet. Am Gornergrat sind sie später durch die F3-Faltung in die West-Ost-Linie gedreht worden.




Abb. 1: Wechsel von Protomyloniten, Myloniten und Ultramyloniten am Hirli (SSE-Wand auf 2800 m).






Abb. 2: Sigmaklast mit Top nach Nordwest in Metabündnerschiefern beziehungsweise Bündnerschiefer-Myloniten, Blick auf Nordost-Fläche am Hirli (SSE-Wand auf 2800 m).







Abb. 3: Sigmaklasten und ECC-Gefüge in Metabündnerschiefern beziehungsweise Bündnerschiefer-Myloniten mit einer Bewegung des Tops nach Westen, Blick auf eine Südwand, südwestlich des Hirli auf 2850 m.




Eine Besonderheit, die am Ende des Zmutt-Gletschers (südlich des Äbihorns) in der Dent Blanche-Decke gefunden wurde, sind sheath folds (Taschenfalten) (Abb. 4). Sie müssen ebenfalls aus der D1-Phase stammen, denn ihre Faltenachsen sind in Richtung von L1 "lang gezogen" worden. Auch in der Combin-Zone konnten bei der Chalbermatten Alm solche sheath folds beobachtet werden. Auch bei diesen sind die Streckungslineationen parallel zur Faltenachse.




Abb. 4: Sheath fold in der Dent Blanche-Decke südlich des Äbihorns am Ende des Zmuttgletschers auf 2260 m.




Des weiteren wurden immer wieder besonders in den Metabündnerschiefern ECC-Gefüge (extensives Schergefüge) (Abb. 3) gefunden. Die C´-Flächen (Abschiebungskrenulationsflächen) sind ähnlich orientiert wie die Schieferungsflächen. Sie stehen aber steiler, was in Plot A sehr gut zu erkennen ist. Sie zeigen neben den Sigmaklasten ebenfalls eine Top-Bewegung nach Nordwest an.



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D2-Phase:

Strukturgeologische Elemente aus der D2-Phase entstanden durch die Ost-West-Flucht, im Bereich der Westalpen durch die West-Flucht. Der "backstop" der Böhmischen Masse, roll-back und die Indenterform der apulischen Platte verursachte während der Kollision Massenbewegungen zur Seite. Im Bereich der Westalpen entstanden dadurch dextrale Seitenverschiebungen und F2-Falten mit Nord-Süd gerichteten Achsen. Es handelt sich ebenfalls um große isoklinale Falten. Allerdings verfalteten sie die F1-Falten, die S1-Schieferung und die Deckengrenzen. Eine solche nachträgliche Verfaltung der D1-Elemente ist gut im Plot Q erkennbar. Nord-Süd streichende Faltenachsen treten beispielsweise im Plot E, K und L auf. Variationen der Faltenachsenrichtungen von Nordwest bis Nordost und das flache Einfallen sind wahrscheinlich zum Teil auf die Faltung in der D3-Phase zurückzuführen.

Meiner Meinung nach stammen West-Ost-gerichtete Streckungslineationen (L2) auf den S1-Flächen auch aus dieser Zeit. Die West-Flucht war mit einem gewissen Massentransport nach Westen verbunden, was F2-Falten und dextrale Seitenverschiebungen belegen. Außerdem ist anzunehmen, daß bedingt durch die grünschieferfaziellen Bedingungen zu dieser Zeit (Grenze Eozän-Oligozän) die Deformation zumindest semiduktil erfolgte. Folglich sollten auch gelängte Mineralaggregate aus dieser D2-Phase vorhanden sein. Solche Ost-West streichende Lineationen erkennt man in den Plots G, M, N, O und R. Einer Eindrehung der L1-Streckungslineationen durch die F3-Faltung, wie manche oben genannten Autoren vertreten, widersprechen zusammen vorkommende L1- und L2-Lineationen mit Nordwest-Südost- beziehungsweise West-Ost-Streichen. Außerdem müßten bei einer Drehung auch die Schieferungsflächen, auf denen die Lineationen liegen, verkippt sein. Dies ist aber nicht der Fall.



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D3-Phase:

Diese dritte Deformation kam durch die Rückfaltung der Siviez-Mischabel-Decke nach Süden zustande. Die Achse der Antiklinale der Siviez-Mischabel-Rückfalte mit einer Amplitude im Kilometer-Bereich streicht Ost-West bis Nordost-Südwest. Demnach kann man F3-Falten mit ähnlich streichenden Faltenachsen und Faltenachsenebenen mit nord- oder südwärts einfallenden Flächen auf dieses Ereignis zurückführen (Plot F, G, N, O, R und S). Allerdings dreht die Streichrichtung der Achsen, je weiter man nach Osten kommt, immer mehr auf Nordost-Südwest. Die Dent Blache-Decke zeigt kaum Elemente aus dieser D3-Deformation. Wahrscheinlich hat sie auf diese Rückfaltung, wie es MAZUREK (1986) annimmt, als rigider Block reagiert.

Einige Streckungslineationen L3, die Südwest-Nordost streichen, stammen eventuell aus dieser Phase (Plot I und Q). Dabei müßte es sich dann um verdrehte L2-Lineare handeln. Da die Rückfaltung vor 32 Millionen Jahren (CARRUPT & SCHLUP 1998) statt gefunden hat, also noch während der oligozänen Grünschieferüberprägung, muß auch weiterhin mit einer mindestens semiduktilen Deformation gerechnet werden. Damit müßte es sich bei der Rückfaltung um eine Biegegleitfaltung handeln. Eine Scherung nach Süden bis Südosten kann auch nicht ausgeschlossen werden. Damit könnten eventuell einige Streckungslineationen mit Nord-Süd- bis Nordwest-Südost-Ausrichtung auch aus dieser Phase stammen.

Daß diese dritte Deformation nicht mehr so duktil wie die vorherigen gewesen sein kann, zeigen Knickbänder. Nach MESCHEDE (1994) entstehen allgemein Knickbänder in einem späteren Entwicklungsstadium und spiegeln eine Scherung im Übergang von duktil zu bruchhaft wider. Meiner Meinung nach entstanden die meist konjugierten und mäßig steil stehenden Knickbänder durch den Streß der Rückfaltung. Besonders gut läßt sich diese Annahme an Plot K erläutern. Im Gebiet von Plot K wurden an Südwänden zwei sich fast rechtwinklig schneidende Knickbandpaare gefunden. Die einen streichen Nordwest-Südost und sind dextral (bei Blick auf die Südwand und in Richtung der Knickbandfläche) und die anderen streichen Nordost-Südwest und sind sinistral (Abb. 5 im Kapitel: Combin-Zone). Nach Versuchen von WILLIAMS & PRICE (1990) entstehen konjugierte Knickbänder hauptsächlich dann, wenn die Einspannung mit Winkeln von 30-50° gegenüber der Schieferung erfolgt. Folglich ergibt sich eine Nord-Süd-gerichtete Hauptspannung sigma1, die im Mittel mit 45° nach Norden abtaucht. Damit könnte als Auslöser dieser Hauptspannung sigma1 die Rückfaltung der Siviez-Mischabel-Decke nach Süden sein, die im Arbeitsgebiet eine Einspannung nach Süden mit mäßig steilem Einfallen nach Norden verursachte. Auch in anderen Plots erkennt man ähnliches Streichen der Knickbänder, so zum Beispiel in Plot C und N (Nordost-Südwest), und im Plot F und R (Nordwest-Südost).




Abb. 5: Knickbänder bei Blick auf eine Südwand. Links oben: Streichen der Knickbänder, rechts oben: Richtung der Hauptspannung sigma1, wobei die Hauptspannung mäßig steil nach Norden einfällt.






D4-Phase:

Aus der Phase vier stammen Brüche, Störungen und Klüfte. Sie spiegeln die spröde uplift- und Abkühlungszeit seit dem Miozän wider.




Abb. 6: Blockbilder mit den Deformationen aus der jeweiligen D-Phase im Bereich von Zermatt (S1 = Schieferung, L1,2,3 = Streckungslineationen und F1,2,3 = Faltungen aus der jeweiligen D1,2,3-Phase, C' = Abschiebungskrenulationsfläche, Knickbänder im D3-Blockbild). Zur besseren Übersichtlichkeit der Blockbilder wurde der Blick nach Südosten gewählt.




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