04_28_Olperer_Scherzone_West - Institut für Angewandte

Olperer Scherzone West
Geologie
Die interne Struktur des Tauernfesters besteht aus mehreren parallelen aufrechtstehenden Falten. Dabei bildet die Faltenlinie mit maximaler Krümmung die sogenannte Faltenachse. Sie ist das wichtigste strukturelle Element einer Falte, da die
Strukturen in dieser Richtung eine maximale Kontinuität zeigen und somit den
Spannungsverlauf des beanspruchten Gesteins rekonstruieren lassen. Die Faltenachsen des Tauernfensters streichen hierbei parallel zu mehreren Scherzonen,
deren Scherrichtung sinistral verläuft. Diese Scherzonen entstanden gleichzeitig
während der Heraushebung und der Faltung der regionalen Gesteinsschichten.
(EBNER et al. 2004)
Die Olperer Scherzone ist Teil des Salzach-Ennstal-Mariazell-Puchberg-Störungs-Systems (SEMP), das sich über eine Länge von 400 km in den östlichen
Alpen erstreckt (ROSENBERG & SCHNEIDER 2008). Zu diesem Störungssystem
gehören außerdem noch die parallel verlaufende Ahorn Scherzone im Norden
sowie die Greiner Scherzone und die Ahrntal-Störung im Süden (Abb. 1). Das
SEMP-Störungssystem markiert die nördliche Grenze der Zentralgneise, während
die einzelnen Scherzonen diese durchschneiden. Die steilstehende Verwerfung
zeigt einen sinistralen Versatz und resultiert aus der Anhebung des südlichen
N
Tauernfensters während der Alpenbildung (SCHNEIDER et al. 2010).
Wildschrofen
Standort
Graue Platte / Wildschrofen
Aufschluss 1
Gunggltal
Mayrhofen
Ginzlingen
Speicher
Stillup
Speicher Stillup / Tunnel
Aufschluss 2
Eine Scherzone ist eine Zone meist großer Längs- und Tiefenstreckung, die durch
tektonische Beanspruchung in der Erdkruste und im Oberen Mantel hervorgerufen
wird. Ihre Entstehung lässt sich auf einen nicht homogenen Verformungsprozess
zurückführen. Sie reichen von spröden Scherzonen (Störungen) über spröd-duktile
Scherzonen, hin zu rein duktilen Scherzonen (Abb. 2). In spröden Scherzonen konzentriert sich die Verformung auf enge Bruchflächen zwischen benachbarten Gesteinsblöcken, wohingegen sich in duktilen Scherzonen die Verformung auf einen
breiteren Bereich ausdehnt und dabei in ihrer Stärke zwischen den unverformten
Blöcken kontinuierlich variiert (REUTHER 2012).
gescherte Zone
Verformung der
Gesteinkomponenten
zeigt Duktilität und
Einregelung von
Mineralen senkrecht zur
Hauptspannungsrichtung
Versatz durch Sprödigkeit
rz
e
h
p
Untersuchungs Gebiet
Untere Schieferhülle
Zentral Gneiss
20 km
AS = Ahornscherzone
Scherrrichtung
GS = Greinerscherzone SEMP = Salzach-Ennstal-Mariazell-Puchberg-Störung
Abb. 1: Tauernfenster und SEMP Störungssystm (verändert nach HANDY et al. 2005).
Aufgeschlossen ist die Olperer Scherzone an der Grauen Platte am Wildschrofen
längs zur Scherrichtung. Ein weiterer Aufschluss quer zur Scherrichtung ist in
einem Tunnel nahe des Speichers Stillup (Tafel 25) gelegen.
28
e
#
26
#
Karl von Edelhütte
e 27
#
Ahornspitze
e
25
Dristner
4
20
e
#
e
Stilluphaus
24
e e19
Pitzenalm
Grundschartner
#
Floitenturm
Maxhütte
e
Steinbockhaus
e
16
Grüne-Wand Hütte
18
e
21
Block B
#
Gigalitz
#
#
Olperer
Olpererhütte
#
Dominikus Hütte
13
e
6
#
e
23
21
e
22
17
eAlpenrose Berliner
Hütte
e
12
e 14
e 11
Großer Greiner
Kasseler Hütte
e
e
15
e
e
Greizer Hütte
Zsigmondyspitze
Ochsner
Grawandhütte
#
#
Großer Löffler
Großer Mörchner
10
#
#
e
7
8
Pfitscherjoch
1, Schöne Aussicht
2, Grinbergbach
3, Rutschung Penkenberg
4, Olperer Scherzone West
5, Hängetal
6, Schlegeisspeicher
7, Hydrochemie Zamser Grund
8, Hydrochemie Rotbachl
9, Furtschaglschiefer
10, Granate
11, Waxeggkees
12, Glimmerschiefer
13, Geologisches Panorama
14, Schwarzsteinmoor
15, Schwarzsee
16, Ophiolithe
17, Greiner Scherzone
18, Oberflächengewässer
19, Wasserkraft
20, Quellwasser
21, Alpine Naturgefahren
22, Petrografie der Gneise
23, Kare
24, Trotgal Stillupgrund
25, Olperer Scherzone Ost
26, Speicherseen
27, Tektonik des Tauernfensters
28, Ahornkern
Hütten
#
Gipfel
Höhenweg
e
9
e
e
e
e
e
e
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e
e
e
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e
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e
e
e
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e
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e
e
e
e
e
e
Schwarzenstein
Furtschaglhaus Schönbichler Horn
e
Zustieg
0
1
2
4
6
8
Kilometer
© OpenStreetMap (and) contributors, CC-BY-SA
Abb. 3: Topographische Übersichtskarte des Geopfades - Berliner Höhenweg.
Graue Platte
Die Graue Platte am Wildschrofen zeigt einen Aufschluss der Olperer Scherzone.
Die anstehende Steilwand weißt die Hauptstreichrichtung der Scherzone auf (WSW
nach ENE). Der Verwitterung und Lösung des Gesteins der südlichen Flanke ist es
zu verdanken, einen direkten Einblick auf den Grenzbereich dieser Störung zu erhalten (Abb. 4a, Scherzonenbereich orange eingefärbt). Die bei der Scherung auftretende hohe Druckeinwirkung erzeugt, dass Kristalle eines Gesteins zerbrochen
und deformiert werden. Durch die mechanische Bewegung kommt es dabei zu regelrechten Mahlprozessen bei denen die ehemaligen großen Kristalle zerkleinert
und zu Bändern auseinandergezogen werden (Abb. 4b, rot markiert). Die auf diese
Weise entstehenden kataklastischen Gesteine zeigen Gebiete mit ausgeprägter
Bruchtektonik an. Ein typisches Beispiel sind die feinkörnigen Mylonite. Sie zeigen
die Gefügeumwandlung im Gestein in Richtung der Scherbewegung. (Abb. 4c,
orange markiert).
GS
Obere Schiefernhülle
e
2
e
Abb. 2: Spröd-duktile Scherzone.
Brenner
3
Gamshütte
Breitlahner
e
on
Ol
e
Friesenberghaus
Krimml
Sc
r
ere
e
Mittlere Grinbergspitze
Scherzone und Duktilität
SEMP-Störzone
Hintertux
±
1
#
Mittersill
AS
Schautafeln
e
Hoher Riffler
Schlegeisspeicher
N
Legende
5
N
Graue Platte
Schautafel 04 / 28
Die Olperer Scherzone verläuft von WSW nach ENE (Streichen) und zeigt ein
nahezu vertikales Einfallen (senkrecht zum Streichen). Streichen beschreibt die
Himmelsrichtung, in der die Schnittlinie einer geneigten Gesteinsschicht mit einer
horizontalen Ebene verläuft. Die Olperer Scherzone entstand vor etwa 24-12 Mio.
Jahren und formt eine bis 300 m breite Zone im Zentralgneis (SCHNEIDER et al.
2010). An dieser tektonischen Störungszone entstanden unter hohen Temperaturen
bei mittleren Drücken metamorphe Gesteine durch scherende Bewegungen zweier
aneinander vorbeigleitender Gesteinskörper.
Block A
Hintertux
Geopfad - Berliner Höhenweg
Durch den Scherprozess werden planare und lineare Minerale eingeregelt und
gestreckt. Hierbei werden die Minerale senkrecht zur Hauptspannungsrichtung einrotiert (Abb.2). Im Idealfall wird eine Scherzone von zwei undeformierten parallelen
Rändern begrenzt, meist erfolgt der Übergang zum undeformierten Gestein jedoch
graduell. Die Entstehung von duktilen Scherzonen beruht auf das Auftreten von
Verformungsschwächung im Gestein. Auch die unter metamorphen Bedingungen
erfolgende Mineralneubildung, welche leichter druckdeformierbar sind als die
ursprünglichen Minerale, sowie die Einwirkung von Fluiden, welche ebenfalls Minerale neu bilden oder auflösen, können Auslöser für Verformungsschwächung sein.
Bei der Scherung unterscheidet man zwischen sinistraler und dextraler Scherrichtung. Damit wird die relative Verschiebung des gegenüberliegenden Blocks beschrieben. Eine sinistrale Scherung bezeichnet damit eine Linksverschiebung
(REUTHER 2012).
Herausgeber:
Ingo Sass, Rafael Schäffer, Claus-Dieter Heldmann
Bearbeiter:
Julia Gumbert & Sebastian König
Literatur:
EBNER, M., DECKER, K., GRASEMANN, B. (2004): Normal versus strike-slip faulting – deformation mechanisms during exhumation in the footwall of the Brenner normal fault (Tyrol, Austria). Ber. Inst. Erdwiss. K.-F.-Univ. Graz,
Band 9, 114-115.
HANDY, M. R., BABIST, J., WAGNER, R., ROSENBERG, C. L., KONRAD, M. (2005): Decoupling and its relation to strain partitioning in continental lithosphere: insigt from the Periadriatic fault system (European Alps). Deformation
Mechanisms, Rheology and Tectonics: from Minerals to the Lithosphere. Geological Society of London, Special Publication, 243, 249–276.
REUTHER, C.-D. (2012): Grundlagen der Tektonik, Kräften und Spannungen der Erde auf der Spur. Spektrum Akademischer Verlag; Springer, Berlin, 277 Seiten
ROSENBERG, C., SCHNEIDER, S. (2008): The western termination of the SEMP Fault (eastern Alps) and its bearing on the exhumation of the Tauern Window. Geological Society, London, Special Publications, 298, 197-218.
SCHNEIDER, S., ROSENBERG, C, HAMMERSCHMIDT, K. (2010): The Western Tauern Window (Eastern Alps): Timing and Interplay of Folds and Sinistral Shear Zones as Result of South-Alpine Indentation. Geophysical
Research Abstracts, 12, EGU2010-15113, Wien, Österreich.
..
S
S
N
N
Grinbergspitze
b)
5m
a)
c)
5m
Abb. 4: Olperer Scherzone unterhalb der Grauen Platte. (Fotos: Rafael Schäffer)
IAG
Institut für
Angewandte
Geowissenschaften
Ein Projekt der Hauptgeländeübung II 2013 der TU Darmstadt
http://www.geo.tu-darmstadt.de/fg/angeotherm/hgue_ii_2013/eine_extrabreite_spalte.de.jsp
Stand: März 2014