Die Gesteine des Lehrkoffers und dieses Begleitheft habe ich im Rahmen einer Bachelorarbeit am Institut für Geologie der Universität Innsbruck zusammengestellt. Für die kompetente Betreuung und redaktionelle Überarbeitung bedanke ich mich herzlich bei Herrn Univ. Prof. Christoph Spötl. Alexandra Doberer Innsbruck, im August 2013 Inhalt Kurze Einführung in die Gesteinsbestimmung ........................................................................................... 5 Sedimentgesteine .................................................................................................................................. 6 Klastische Sedimentgesteine .............................................................................................................. 6 Biogene Sedimentgesteine ................................................................................................................. 6 Chemische Sedimentgesteine ............................................................................................................ 7 Magmatische Gesteine .......................................................................................................................... 8 Metamorphe Gesteine .......................................................................................................................... 8 Der Kreislauf der Gesteine ..................................................................................................................... 9 Das Alter der Gesteine ............................................................................................................................ 10 Wichtige geologische Einheiten im Bezirk Kufstein .............................................................................. 12 Die Grauwackenzone ...................................................................................................................... 13 Die Nördlichen Kalkalpen ................................................................................................................ 13 Die Gosau Gruppe ........................................................................................................................... 14 Das Unterinntaler Tertiär ................................................................................................................. 14 Die Geschichte der Alpen .................................................................................................................... 16 Die Ausgangslage ............................................................................................................................ 16 Pangäa zerbricht, ein Flachmeer breitet sich aus .............................................................................. 16 Das Tethys-Flachmeer wächst zum Ozean ...................................................................................... 17 Der Atlantik zwingt den Piemont-Ozean sich wieder zu schließen ................................................... 17 Die Kollision von Afrika mit Europa ................................................................................................. 18 16 Gesteine des Bezirks Kufstein ............................................................................................................. 19 Übersicht Handstücke ......................................................................................................................... 19 Wildschönauer Schiefer ....................................................................................................................... 20 Meta-Gabbro ...................................................................................................................................... 21 Schwazer Dolomit mit Fahlerz ............................................................................................................. 22 Baryt ................................................................................................................................................... 23 Alpiner Buntsandstein ......................................................................................................................... 24 Alpiner Muschelkalk ............................................................................................................................ 25 Wettersteinkalk / Wettersteindolomit ................................................................................................ 26 Hauptdolomit ...................................................................................................................................... 27 Kössen-Formation ............................................................................................................................... 28 Hagauer und Kramsacher Marmor ...................................................................................................... 29 Gosau-Brekzie und Konglomerat ......................................................................................................... 32 Gosau-Sandstein mit Schneckenfossil .................................................................................................. 33 Hippuritenkalk..................................................................................................................................... 34 Bitumenmergel mit Pflanzenfossilien ................................................................................................... 35 Zementmergel ..................................................................................................................................... 36 Sandstein der Unterangerberg-Formation ........................................................................................... 37 Wirtschaftliche Nutzung der Gesteine ..................................................................................................... 38 Rohstoffgewinnung zur Zementproduktion (Bad Häring und Eiberg) .................................................. 38 Anzensteinbruch Unterrainer (Kirchbichl) ............................................................................................ 39 Steinbrüche Pinnersdorf und Lahntal (Wörgl) ...................................................................................... 39 Steinbruch Wimpissinger (Kundl) ........................................................................................................ 40 Exkursionsziele ........................................................................................................................................ 40 Themenweg Kohle - Bergbau in Bad Häring ........................................................................................ 40 Tischofer Höhle und Festungsmuseum Kufstein .................................................................................. 41 Hundsalm Eis- und Tropfsteinhöhle ..................................................................................................... 42 Tiroler Bergbau- und Hüttenmuseum Brixlegg .................................................................................... 43 Bergbauhalden Reither Kogl ................................................................................................................ 43 Literaturverzeichnis ................................................................................................................................. 44 Karten ................................................................................................................................................. 46 Kurze Einführung in die Gesteinsbestimmung Gesteine bauen die Erdkruste und den oberen, festen Teil des Erdmantels auf. Sie sind aus Mineralkörnern zusammengesetzt. Minerale wiederum sind in der Natur vorkommende anorganische Feststoffe. Sie haben eine stofflich homogene Zusammensetzung, die durch eine chemische Formel zum Ausdruck gebracht werden kann, z. B. Steinsalz (NaCl). Ihre Bausteine, die Atome, bilden ein streng geordnetes Kristallgerüst aus. Im Idealfall, wenn das Mineral genug Platz zum Wachsen hat, bildet sich seine Kristallform so regelmäßig aus, dass diese auch mit freiem Auge sichtbar ist, z. B. Quarz (SiO 2) in Form eines Bergkristalls. SiO2 ist übrigens der Grundbaustein für die wichtigste Mineralgruppe der Silikate; sie allein bauen bereits 90% der Erdkruste auf. Ein Gestein ist immer eine Mischung aus Mineralkörnern. Es kann locker sein, wie z. B. Kies oder Sand, oder kompakt und fest, wie Fels. Es gibt monomineralische Gesteine, die aus einer einzigen Mineralsorte aufgebaut sind, z. B. Karbonatgesteine aus Calcit- oder Dolomit-Mineralen. Die meisten Gesteine bestehen jedoch aus verschiedenen Mineralkörnern, z. B. Granit besteht aus den Mineralen Quarz, Feldspat und Glimmer. Die Gesteinsvielfalt auf der Erde ist groß. Bereits allein in den Alpen, die für unsere Breitengrade gerne als geologischer Maßstab herangezogen werden, gibt es dutzende verschiedene Gesteine. Diese Vielfalt kann für den Petrographen, der auf die Gesteinsbestimmung spezialisiert ist, oder für die Geologin, die die lokale Erdgeschichte erforscht, zur detaillierten Unterscheidung sinnvoll sein. Auf den an Steinen interessierten Laien können die zahlreichen Begriffe jedoch auch verwirrend wirken. Für den Einstieg in die Gesteinskunde reicht es zunächst aus, sich mit einer einfachen Kategorisierung vertraut zu machen. Diese grundlegende Einteilung ordnet die Gesteine anhand ihrer Entstehung in drei Gruppen ein: Sedimentgesteine Magmatische Gesteine Metamorphe Gesteine 5 / 47 Sedimentgesteine Sedimentgesteine entstehen immer dann, wenn ein natürlicher Prozess gesteinsbildende Teilchen ablagert, die dann verfestigt werden. Dies kann z. B. aufgrund von Druck durch Auflast, Entwässerung oder Zementation erfolgen. Den Prozess der Gesteinswerdung nennt man Diagenese. Klastische Sedimentgesteine An der Erdoberfläche ist jedes Gestein so lange mechanischen und chemischen Verwitterungsprozessen ausgeliefert, bis es irgendwann vollständig abgetragen ist. Wasser, Wind, Hitze, Frost oder Eis zerlegen die Gesteine in Partikel, die entweder wegtransportiert werden oder an Ort und Stelle zu abgelagert werden. So entstehen aus alten zerlegten Gesteinen zuerst so genannte klastische Sedimente, aus denen später im Zuge der Diagenese Sedimentgesteine werden. Beispiele in diesem Lehrkoffer sind der Sandstein der Angerberger Schichten und der Alpine Buntsandstein. An der Bezeichnung "Sandstein" erkennt man sogleich die wichtigste Eigenschaft für die Benennung von klastischen Sedimenten, nämlich die Korngröße der Partikel. Man teilt diese von fein nach grob in Ton, der so fein ist, dass man ihn zwischen den Fingern plastisch ausrollen kann. Schluff oder Silt, der immerhin noch mit der Hand knetbar ist und dessen Körner mit der Lupe sichtbar sind. Sand, dessen Körner man mit dem freien Auge erkennen kann. Kies, der Teilchen in der Größe einer Erbse bis zur Größe eines Hühnereis umfasst. Steine, wenn der Durchmesser mehr als sechs Zentimeter beträgt. Die Form der Gesteinsbruchstücke kann auch entscheidend für die Namensgebung von klastischen Sedimentgesteinen sein. Ein Beispiel aus dem Koffer ist die Gosau-Brekzie. Als Brekzie bezeichnet man ein Gestein immer dann, wenn es aus eckigen Bruchstücken besteht (vgl. das Foto der Kramsacher Brekzie auf S. 30). Ihre scharfkantige Form können die Komponenten nur bewahren, wenn sie kaum transportiert werden. Wurden die Komponenten hingegen bewegt, z. B. in einem Fluss, dann erkennt man dies an ihrer gerundeten Form. Ein Gestein aus gut gerundeten Komponenten der Kies-Korngröße nennt man Konglomerat. Biogene Sedimentgesteine Die für uns wichtigste Gruppe von Sedimentgesteinen sind jene, die durch biologische Prozesse entstehen, z. B. indem Meerestiere oder Algen Kalk ausscheiden. Darunter fallen alle Kalkgesteine, die mehrheitlich aus zwei Mineralen aufgebaut sind, dem Calcit (CaCO3) und dem Dolomit (CaMg[CO3]2). Beispiele aus dem Koffer sind der Wettersteinkalk, der Hauptdolomit, der Schwazer Dolomit, der Alpine Muschelkalk, der Hagauer und der Kramsacher Marmor und der Hippuritenkalk. Außerdem enthalten einige weitere Gesteine zumindest einen karbonatischen (d. h. kalkhaltigen) Anteil, z. B. die KössenFormation, der Alpine Buntsandstein und die Gosau-Brekzie. 6 / 47 Salzsäuretest Ein einfaches Mittel, um Kalkstein zu erkennen, ist verdünnte, 10%-ige Salzsäure, die man in der Apotheke kaufen und in einem Glasfläschchen auch ohne Weiteres ins Gelände mitnehmen kann. Hierbei macht man sich die gute Löslichkeit von Kalkgesteinen zu Nutze. Tropft man ein wenig Salzsäure auf einen Kalkstein, so beginnt er zu schäumen. Man sagt auch: "Das Gestein braust." Die schäumenden Gasbläschen sind Kohlendioxid (CO2), das die Säure aus dem Gestein löst. Dolomit hingegen braust nicht mit schwacher Salzsäure, bzw. nur dann, wenn man ein Stück davon fein zermahlt. So lassen sich Dolomitgestein und Kalkstein, die sich äußerlich sehr ähneln können, voneinander unterscheiden. Was passiert bei dieser chemischen Reaktion? Kalkstein enthält das Mineral Calcit oder chemisch ausgedrückt Calciumkarbonat (CaCO3). Dieses reagiert mit der Salzsäure (HCl) zu Kohlensäure (H2CO3), die sofort weiter zerfällt in das gasförmige Kohlendioxid (CO 2) und Wasser (H2O). 2 HCl+CaCO 3 → H 2 CO3+CaCl 2 H 2 CO3 → CO2+H 2 O Ganz ähnlich verläuft in der Natur auch der Verwitterungsprozess von Kalkgestein. Denn auch Regenwasser enthält gelöstes CO2 aus der Luft und wirkt als schwache Kohlensäure gesteinslösend, sobald es im Untergrund versickert und dort auf Kalkstein trifft: CO2+H 2 O+CaCO3 →Ca2+ +2 HCO-3 Im Wasser gelöst hält sich das Calciumkarbonat (CaCO3) nun zum einen als positiv geladenes CalciumIon (Ca2+). Als wichtigen mineralischen Inhaltsstoff nehmen wir es im Trinkwasser zu uns. Den anderen negativ geladenen Lösungsbestandteil HCO3 nennt man Hydrogenkarbonat oder Bikarbonat. Er bedingt die sogenannte Wasserhärte (Karbonathärte). Wenn das Calciumkarbonat des Kalkgesteins auf diese Weise gelöst wird, spricht man in der Geologie von Verkarstung. In den Nördlichen Kalkalpen, die wir im Bezirk Kufstein nördlich des Inns antreffen, finden wir viele Anzeichen für diese Art der Verwitterung, z. B. Karstrillen oder Höhlen wie die Hundsalm Eis- und Tropfsteinhöhle. Auch die markanten Zacken des Wilden Kaisers sind auf diese Weise entstanden, denn der sie aufbauende Wettersteinkalk besteht aus gut löslichem Calciumkarbonat. Chemische Sedimentgesteine Chemische, aber in dem Fall nicht biologische Prozesse können auch Sedimentgesteine bilden. Wenn ein Stoff in einer wässrigen Lösung so reichlich vorkommt, dass er nicht weiter gelöst werden kann, fällt er aus. Wer schon einmal im Meer geschwommen ist und sich nachher zum Trocknen in die Sonne gelegt hat, weiß, dass beim Verdunsten des Wassers Salz auf der Haut zurückbleibt. Nach demselben Prinzip entstehen, wenn Becken mit Salzwasser austrocknen, die Minerale Gips und Steinsalz, die auch Gesteine 7 / 47 aufbauen können. Chemisches Sedimentgestein (im engeren Sinn) befindet sich keines im Koffer. Ein Gestein, das eine Zwischenstellung zwischen chemischem und biogenem Sedimentgestein einnimmt, ist im Mauerwerk der Festung Kufstein zu finden: Quelltuff, der in Thiersee gewonnen wurde. Der leichte, da sehr poröse, Tuffstein besteht aus Kalk, der aus Quellen anorganisch ausgefällt ist. Allerdings begünstigen Pflanzen und Bakterien diesen Prozess stark. Magmatische Gesteine Magmatische Gesteine erstarren aus geschmolzenem Gestein, dem Magma, das z. B. aus der Tiefe des Erdmantels aufsteigt. Magma kann bei seinem Aufstieg in der Tiefe stecken bleiben und dort langsam auskristallisieren. In dieser Situation bilden sich Plutonite (Tiefengesteine). Das bekannteste Beispiel ist der Granit. Ihn zeichnet wie alle Plutonite ein charakteristisches grobkörniges Mosaikgefüge aus, weil die Kristalle in der Tiefe ausreichend Zeit hatten zu wachsen. Tritt das Magma hingegen an die Erdoberfläche, z. B. durch einen Vulkan aus, so spricht man von Lava. Diese erstarrt an der Luft oder im Wasser zu Vulkaniten (Ergussgesteine). Ein bekanntes Beispiel ist der Basalt. Er besteht aus einzelnen größeren Kristallen, die in einer feinkörnigen Grundmasse, der Matrix, schwimmen. Weil Vulkanite rasch erstarren, hat die Matrix nicht genügend Zeit, um vollständig auszukristallisieren. Die größeren Kristalleinschlüsse entstanden bereits in größerer Tiefe. Ein praktisches Ausschlusskriterium zur Erkennung eines magmatischen Gesteins ist die Abwesenheit von Schichtung oder Schieferung im kleinräumigen Maßstab eines Handstücks. Das liegt daran, dass sich eine Schmelze als Flüssigkeit nicht zerdrücken lässt und die Minerale daher nicht gezwungen werden können, sich regelmäßig anzuordnen. Im Bezirk Kufstein kommt die Gesteinsgruppe der Magmatite selten vor. Sie treten nur als Zwischenlagen in den Wildschönauer Schiefern auf. Der Lehrkoffer enthält als Beispiel ein Stück Gabbro, der nachträglich allerdings einer schwachen Metamorphose unterzogen wurde. Metamorphe Gesteine Gerät ein Gestein unter großen Druck und erhöhte Temperatur, dann wandelt es sich langsam zu einem neuen Gestein um. Die Minerale eines Gesteins können dabei rekristallisieren, das bedeutet sie behalten ihre chemische Zusammensetzung, ändern aber ihre Form. In der Regel werden sie größer. Das ist z. B. der Fall bei Quarzkörnern in metamorph überprägten Sandsteinen. Auch das Mineral Calcit bildet bei der Metamorphose größere Kristallkörner aus. Auf diese Weise wird ein Kalkstein in einen grobkörnigeren Marmor umgewandelt. Es können lokal aber auch gänzlich neue Minerale unter hohem Druck und Temperatur entstehen. Diese kann man zur Benennung des metamorphen Gesteins heranziehen, indem man das neu gewachsene Mineral voranstellt, z. B. Granat-Glimmerschiefer. 8 / 47 Häufig geht mit der Metamorphose auch eine Verformung einher. Wenn der Druck als gerichtete Spannung auf das Gestein einwirkt, sind vor allem plattige und stengelige Minerale gezwungen sich senkrecht auf die größte Spannungsrichtung einzuregeln. Das Ergebnis ist eine Schieferung, die als wichtiges Gefügemerkmal auch namensgebend sein kann. Das trifft beispielsweise auch auf den Wildschönauer Schiefer zu, der im Koffer die Gruppe der Metamorphite repräsentiert. Der Kreislauf der Gesteine Auf der Erde bzw. im Erdinneren sorgen geodynamische Prozesse dafür, dass sämtliche Gesteine der Erde unaufhörlich Veränderungen unterworfen sind. Die Illustration des Kreislaufs der Gesteine zeigt wie die besprochenen drei Gesteinsgruppen miteinander in Beziehung stehen, und welche Prozesse mit genügend Zeit aus einem Gesteinstyp ein anderes Gestein formen. Abb. 1: Der Kreislauf der Gesteine Quelle: www.diercke.de 9 / 47 Das Alter der Gesteine Im Bezirk Kufstein liegen Gesteine sehr verschiedenen Alters nebeneinander und übereinander. Die ältesten Gesteine des Koffers, die Wildschönauer Schiefer, entstanden in der so genannten Grauwackenzone vor ca. 440 Millionen Jahren. Die jüngsten Gesteine des Unterinntaler Tertiärs sind mit ca. 30 Millionen Jahren im Vergleich dazu jung. Diese gewaltigen zeitlichen Dimensionen, in denen sich Geologie sehr langsam abspielt, sind für uns schwer vorstellbar. Verdichten wir einmal die Zeitspanne, aus denen im Bezirk Kufstein Steine erhalten geblieben sind, zu einem einzigen Tag: Dann sind die Wildschönauer Schiefer 24 h alt. Als der halbe Tag bereits vergangen ist, beginnen nach 12,8 h in der mittleren Trias die ersten großen Dinosaurier die Welt zu bevölkern. Als die jüngsten Gesteine des Bezirks um 22:22 Uhr entstehen, sind die Dinosaurier bereits seit 2 h ausgestorben. Der Mensch, dessen älteste Fossilfunde auf ca. 200 000 Jahre datiert werden, taucht gerade einmal 40 Sekunden bevor unser Tag zu Ende geht auf. Um die erdgeschichtlichen Zeitalter, auf die im folgenden Text Bezug genommen wird, ein wenig leichter einordnen zu können, kann die Leserin oder der Leser während der Lektüre die geologische Zeittafel des Cartoons „The Ages of Rock“ des amerikanischen Zeichners Ray Troll zur Hand nehmen. Die Zeittafel ist auf der letzten Seite des Begleithefts zum Ausklappen angefügt. Beim Betrachten der Gesteinssammlung dürfen wir nicht außer Acht lassen, dass sie auf den 440 Millionen Jahren dauernden Aufzeichnungszeitraum nur zufällige Lichtblicke wirft. Dass genau diese Gesteine heute in einem bestimmten Gebiet wie im Bezirk Kufstein erhalten geblieben sind, kann verschiedene Gründe haben: Sedimentationsrate Ein Gestein kann bei günstigen Umweltbedingungen in relativ kurzer Zeit mächtige Ablagerungsschichten bilden, z. B. wachsen Kalkablagerungen im tropischen Flachwasser etwa 1 cm in 100 Jahren. Demgegenüber repräsentieren sehr dünne Sedimentschichten unter Umständen sehr lange Zeitperioden, z. B. lagern sich Tiefsee-Tone mit nur etwa 0,1 mm in 100 Jahren hundertmal langsamer ab als Flachwasserkalke. Verwitterung Ein Gestein kann sehr hart und verwitterungsbeständig sein, wie z. B. Dolomitgestein oder ein Gabbro, während weiche Gesteine, die unter Umständen ursprünglich in größerer Menge abgelagert wurden, zur Gänze der Erosion zum Opfer fallen können. Ein feuchtes Klima begünstigt die Verwitterung. Verfrachtung Flüsse und Meeresströmungen können Ablagerungen vom Ort ihrer Entstehung verfrachten und an anderer Stelle anhäufen. 10 / 47 Schichtgrenzen oder Lücken In den Grenzen zwischen einzelnen Gesteinsschichten ist manchmal mehr Zeit verborgen, als durch die Gesteine selbst überliefert ist. Geologen sprechen dann von einem Hiatus (lateinisch für 'Öffnung', 'Kluft' oder 'Schlund'). Die erhaltenen Gesteine muss man daher als ein reduziertes Archiv betrachten bzw. um mit einem Vergleich zu sprechen: Das erdgeschichtliche Tonbandgerät hat mitunter lange Aufzeichnungslücken. Tektonik Unter Tektonik versteht man die Bewegungen der Erdkruste, die alle großen geomorphologischen Strukturen auf der Erde formen: Gebirge, Becken, Tiefseegräben, usw. In einem Gebirge wie den Alpen wird die Erdkruste durch die Kollision zweier tektonischer Platten eingeengt und aufgefaltet. Ursprünglich aufeinander liegende Gesteine werden dabei gestapelt und übereinander geschoben. Deckenstapel, wie z. B. die Nördlichen Kalkalpen, können auch als Ganzes von ihrem Untergrund abgeschert und über hunderte Kilometer transportiert werden. Die Strukturgeologie als erdwissenschaftliche Teildisziplin versucht anhand der häufig komplizierten Lagerung von Gesteinen, die groß- und kleinräumigen Bewegungen der Erdkruste zu rekonstruieren. Diese Aufgabe kann man sich ein wenig so vorstellen, als würde man versuchen, ein von allen Seiten zusammengeschobenes Tischtuch Falte für Falte wieder auseinanderziehen und glattzustreichen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sind essentiell z. B. für den Bau großer Tunnel in Gebirgen. 11 / 47 Wichtige geologische Einheiten im Bezirk Kufstein Vier große geologische Einheiten bilden den Bezirk Kufstein. Geordnet von alt nach jung sind das die Grauwackenzone, die Nördlichen Kalkalpen, die Gosau Gruppe und das Unterinntaler Tertiär. Abb. 2: Die vier großen geologischen Einheiten im Bezirk Kufstein auf einer Karte der Gemeinden in diesem Bezirk. Ursprünglich lagen die Gesteine dieser vier geologischen Einheiten alt auf jung übereinander. Ein Querschnitt durch das Kaisergebirge zeigt, wie die im Abschnitt „Das Alter der Gesteine“ (Seite 10 f.) beschriebenen Prozesse die Gesteinsabfolge im Laufe der Zeit verändert haben. Abb. 3: Profil des Kaisergebirges nach Ampferer, 1933, überarbeitet. Die Farben entsprechen den geologischen Einheiten aus Abb. 2. Nummeriert (aufsteigend von alt nach jung) sind ausgewählte Gesteine, die mit Handstücken im Lehrkoffer vertreten sind. 1 Wildschönauer Schiefer (Grauwackenzone), Seite 20 2 Alpiner Buntsandstein (Nördliche Kalkalpen), Seite 24 3 Alpiner Muschelkalk (Nördliche Kalkalpen), Seite 25 4 Wettersteinkalk (Nördliche Kalkalpen), Seite 26 5 Hauptdolomit (Nördliche Kalkalpen), Seite 27 12 / 47 Die Grauwackenzone Dazu zählen vier Handstücke: das älteste Gestein im Koffer, der Wildschönauer Schiefer der Meta-Gabbro, dessen magmatisches Ausgangsgestein metamorph überprägt wurde der Schwazer Dolomit aus dem Devon und das Industriemineral Baryt, das im Schwazer Dolomit auftritt Die Grauwackenzone beinhaltet allgemein sehr alte Sedimentgesteine. Diese können klastisch sein, wie das Ausgangsgestein der Wildschönauer Schiefer, kieselig (d. h. SiO2-haltig) oder karbonatisch wie der Schwazer Dolomit. Eine Gebirgsbildungsphase, die lange vor der Alpenauffaltung stattfand, hat die ursprünglichen Sedimentgesteine umgewandelt und sie auf diese Weise z. B. geschiefert. In den untersten Abschnitten sind Lagen aus magmatischen Gesteinen eingeschaltet, die einen bereits lange vergangenen Vulkanismus bezeugen. Da die Gesteine der Grauwackenzone sehr alt sind und sich im Kreislauf der Gesteine seit 400 Millionen Jahren kontinuierlich wandeln, ist ihre genaue Entstehungsgeschichte mit einigen Fragezeichen behaftet. Die Nördlichen Kalkalpen Die Nördlichen Kalkalpen durchziehen als schmaler Streifen beinahe ganz Österreich von Vorarlberg im Westen bis an den Rand des Wiener Beckens im Osten. Sie enthalten die Sedimentschichten, die im Zeitraum von 250 bis 145 Millionen Jahren abgelagert wurden. Buchstäblich am herausragendsten sind in dieser Schichtfolge die über 2000 m mächtigen Karbonatgesteine Wettersteinkalk und Hauptdolomit, die in der Trias mächtige Riffe und Lagunen in einem flachen Schelfmeer aufgebaut haben. Die Verwitterung hat aus ihnen im Laufe der Zeit die Berggipfel im Kaisergebirge und in den Brandenberger Alpen geformt. Da die Nördlichen Kalkalpen die flächenmäßig größte geologische Einheit im Bezirks Kufstein darstellen, beinhaltet der Koffer noch einige weitere Gesteine, die ebenfalls aus dem stratigraphischen Profil der Nördlichen Kalkalpen stammen: die beiden ältesten, d. h. untersten Schichtglieder, der Alpine Buntsandstein und der Alpine Muschelkalk die mergelige, d. h. tonig-kalkige und für ihren Fossilreichtum bekannte Kössen-Formation die Jura-Kalke des Hagauer und des Kramsacher Marmors Im Süden schließt an die Nördlichen Kalkalpen die ältere Grauwackenzone an. Diese Grenze verläuft quer durch den Bezirk Kufstein etwas südlich und parallel zum Inntal, siehe Abb. 2 auf Seite 12. 13 / 47 Die Gosau Gruppe Unter der Gosau Gruppe versteht man klastische und karbonatische Sedimentgesteine, die in der Kreidezeit vor allem an Küsten und in einem Schelfmeer abgelagert wurden. Der Name stammt von der Gemeinde Gosau im Salzkammergut, wo diese Sedimente besonders gut ausgebildet sind. Als kleinräumige von der Erosion bis jetzt verschonte Flecken sind Gosau-Sedimente über die gesamten Nördlichen Kalkalpen verteilt. In Tirol sind sie im Gebiet des Muttekopf bei Imst und im Gemeindegebiet von Brandenberg erhalten. Vor ca. 100 Millionen Jahren war die Gebirgsbildung der Alpen bereits im Gange, sodass die GosauSedimente das zu dieser Zeit vorhandene topographische Relief auffüllten. Der Meeresspiegel schwankte und lag zeitenweise um bis zu 100 m höher als heute. Das Meer stieß immer wieder Richtung Festland vor und zog sich dann wieder zurück. Dadurch veränderte sich der Ablagerungsraum recht rasch, z. B. vom Flussbett zum Strand, zum flachen Meer und stellenweise sogar bis hin zum offenen Ozean. Heute finden wir in der Gosau-Gruppe deshalb abwechslungsreiche Sedimentgesteine auf engem Raum nebeneinander. Im Koffer befinden sich drei Gosau-Handstücke. Neben einer schönen Brekzie zeigen der Hippuritenkalk vom Atzl Riff und der Sandstein mit der Gosau-Schnecke den Fossilienreichtum, der für die Gosau Gruppe typisch ist. Das Unterinntaler Tertiär Mit dem Unterinntaler Tertiär hat der Bezirk Kufstein eine geologische Besonderheit zu bieten. Diese in der erdwissenschaftlichen Betrachtung jungen Sedimente wurden vor ca. 30 Millionen Jahren auf den Nördlichen Kalkalpen abgelagert. Überall sonst in den Kalkalpen fielen sie jedoch der Erosion zum Opfer. Die Ablagerungen erfolgten zum Teil unter Wasser in einem Becken. Dieses entstand durch das Auseinanderzerren der Erdkruste entlang von Brüchen im Untergrund, die unser heutiges Inntal vorgezeichnet haben. Ein zu dieser Zeit im Nordosten gelegenes Meer folgte der Vertiefung und drang in den Raum des heutigen Unterinntals ein. An seinen Ufern lagen ausgedehnte Sumpfgebiete, in denen unter dem damaligen warmen Klima unter Anderem auch Palmen gediehen. Das in den Mooren abgelagerte Pflanzenmaterial wurde zu Torf und durch die Überlagerung mit anderen Sedimenten langsam zu Braunkohle umgewandelt, die in Bad Häring seit dem 18. Jahrhundert bis in die 1950-er Jahre abgebaut wurde. Als der Meeresspiegel seinen Höchststand erreichte, herrschten marine Bedingungen und aus kalkig-tonigem Schlamm entstand ein weiteres wirtschaftlich relevantes Gestein, die ebenfalls in Bad Häring abgebauten Zementmergel. Später verlandete das Becken wieder, da die umliegenden Flüsse Sande und Kiese anlieferten. Aus diesen entstanden die Sandsteine und Konglomerate der so genannten Angerberger Schichten. 14 / 47 Um nun genauer verstehen zu können, wie ganz alte neben viel jüngere Gesteinspakete gelangen können, zoomen wir gedanklich aus dem Bezirk Kufstein heraus bis wir zunächst die Alpen und dann noch weiter auf einer großen Weltkarte die Kontinente Europa und Afrika vor uns sehen. Die uns vertrauten Kontinente zeichnen ungefähr die Konturen von viel größeren geologischen Einheiten nach: den tektonischen Platten, die als verhältnismäßig dünne, starre Schollen (im Schnitt ist eine Lithosphärenplatte 100 km dick) auf dem zähflüssigen Erdmantel aufschwimmen und sich im Falle von Afrika und Europa seit ca. 100 Millionen Jahren aufeinander zu bewegen. Abb. 4: Weltkarte mit den tektonischen Lithosphärenplatten und Kontinenten Quelle: USGS 15 / 47 Die Geschichte der Alpen Der Gebirgsbogen der Alpen erstreckt sich 1200 km über sechs europäische Länder. Geographisch ist diese Beschreibung korrekt. Geologisch betrachtet kommt darin jedoch nur die halbe Wahrheit zum Ausdruck. Denn gerade die österreichischen Zentral- oder Ostalpen, in denen wir leben, gehören gar nicht zu Europa. Aber wie ist das gemeint? Die österreichischen Alpen gehören mehrheitlich zum Ostalpin. So nennt man die zu oberst gelegenen Gesteine im Deckenstapel, aus dem die heutigen Alpen aufgebaut sind. Die Gesteine des Bezirks Kufsteins gehören zur Gänze zum Oberostalpin. Sie stammen allesamt vom nordwestlichen Rand der Afrikanischen Kontinentalplatte, die an dieser Stelle noch einmal in eine kleinere Mikroplatte unterteilt werden kann. Diese heißt Apulische Platte, benannt nach der süditalienischen Region, die den Absatz des italienischen Stiefels bildet. Ein anderer Name für diesen Mikrokontinent lautet Adriatische Platte. Sie löste sich vor rund 100 Millionen Jahren allmählich von ihrer Afrikanischen Mutterplatte ab und beeinflusste die Auffaltung der Alpen als Pufferzone zwischen Afrikanischer und Europäischer Kontinentalplatte maßgeblich. Die Ausgangslage Vor ca. 250 Millionen Jahren am Ende der Perm-Zeit und zu Beginn der Trias waren alle Kontinente zu einem Superkontingent vereint: Pangäa. Im Osten der Landmasse lag buchtartig ein Ozean, der sich über die restliche Weltkugel erstreckte. Quelle: USGS Pangäa zerbricht, ein Flachmeer breitet sich aus Die Verteilung der Landmassen war aber nicht von Dauer. Stetige Abb. 5: Der Superkontinent Pangäa vor 250 Millionen Jahren Konvektionsströme im flüssigen Erdmantel, auf dem die Kontinentalplatten aufschwimmen, führten zunächst zur Dehnung des Superkontinents und leiteten vor ca. 220 Millionen das unvermeidliche Zerbrechen der Pangäa ein. Zwischen der Nordhälfte Laurasia und der Südhälfte Gondwana breitete sich über weitere Millionen von Jahren langsam ein Meer aus, die anfänglich noch recht flache Tethys. Unser heutiger Lebensraum befand sich damals in der Nähe des Äquators. Im Schelfmeer bildeten kalkabscheidende Organismen große Riffe und legten so den Grundstein der heute 2000 m mächtigen Kalk-und Dolomitschichten der Nördlichen Kalkalpen. Den Namen der griechischen Meeresgöttin Tethys für dieses urzeitliche Meer hat übrigens ein österreichischer Geologe etabliert: Eduard Quelle: USGS Suess (1831-1914), der sich außerdem maßgeblich um den Bau der Abb. 6: Das Tethys-Meer vor ersten Wiener Hochquellenwasserleitung verdient gemacht hat. 220 Millionen Jahren 16 / 47 Das Tethys-Flachmeer wächst zum Ozean Im Jura breitete sich die Tethys immer weiter aus und vertiefte sich, bis aus dem Flachmeer ein vollwertiger Ozean wurde: der Piemontoder Ligurische Ozean. Im Westen öffnete sich zeitgleich der zentrale Atlantik und gemeinsam trennten die beiden Ozeane nun Gondwana mit Afrika im Süden und Laurasia mit Nordamerika und Europa im Norden. Die Ausläufer des Piemont-Ozean-Troges überfluteten auch die Kontinentalränder Afrikas und Europas, wo flache Schelfmeere entstanden. Abb. 7: Der Piemont-Ozean und der Atlantik öffnen sich vor 190 bis 120 Millionen Jahren (Marthaler, 2005, überarbeitet). Der Atlantik zwingt den Piemont-Ozean sich wieder zu schließen Vor ca. 100 Millionen Jahren in der frühen Kreidezeit begann sich nun die Öffnung des Piemont-Ozeans umzukehren. Der Atlantik löste diese Umkehrung aus, indem er sich immer weiter nach Norden ausbreitete und Amerika von Europa trennte. Dadurch löste er auch eine Drehung der Iberischen Halbinsel aus und ihre Loslösung vom europäischen Kontinent und schaffte die Voraussetzung für die Gebirgsbildung der Pyrenäen, die beim späteren Wieder-Anschweißen an Europa aufgefaltet wurden. In ähnlicher Weise verstärkte der sich öffnende Atlantik eine Drehung Afrikas gegen den Uhrzeigersinn. Das begünstigte die Loslösung einer vorgelagerten Mikroplatte des Afrikanischen Kontinents: Apulien, das nun schneller als der Rest Afrikas nach Norden in Richtung Europa driftete. Der Piemont-Ozean wurde dadurch zwischen der Iberischen Insel und Europa im Norden und Apulien an seinem Südrand in die Zange genommen und wurde zu Gunsten des im Westen weiter wachsenden Atlantiks geschlossen. Abb. 8: Der Piemont-Ozean wird geschlossen, Apulien und Afrika steuern auf Europa zu (Marthaler, 2005, überarbeitet). 17 / 47 Die Kollision von Afrika mit Europa Vor etwa 40 Millionen Jahren im Eozän setzte sich der Atlantik im Westen endgültig gegen die alte Tethys durch und brachte die Apulische und die Afrikanische Kontinentalplatten dazu den PiemontOzean zu verschlucken. Man nennt diesen geologischen Prozess, bei dem die ozeanische Platte aufgrund ihrer höheren Dichte unter der kontinentalen Platte abtaucht, Subduktion. Abb. 9: Der Piemont-Ozean taucht unter die Apulische Platte ab. Die Kontinente kollidieren (Marthaler, 2005, überarbeitet). Es begann nun die allmähliche Kollision der Kontinente selbst. Die Afrikanische Kontinentalplatte im Süden schob die dazwischen liegende Apulische Mikroplatte auf die Europäische Kontinentalplatte im Norden auf. Die kontinentale Kruste wurde dadurch verdickt und bildete eine ca. 45 km tiefe Gebirgswurzel. Im oberen Bereich formte die Erdkruste als Reaktion auf die Einengung Kilometer-dicke Gesteinsdecken, die übereinander gestapelt wurden. Auf die Überschiebungen folgte eine seitliche Ausweichbewegung, wodurch die ostalpinen Decken in die Länge gezogen wurden. Diese Bewegungen geschahen entlang von Brüchen im Untergrund, den so genannten Störungen. Eine wichtige Störung, die Gebirgsblöcke über ca. 40 km seitlich gegeneinander versetzte und maßgeblich zur Bildung des Unterinntaler Tertiärbeckens beitrug, ist die Inntal-Störung. Heute wird die Adriatische Platte immer noch auf die Europäische Platte aufgeschoben. Auf ersterer befinden sich heute der Balkan, das Flachmeer der angrenzenden Adria und Italien (ohne Sizilien, das auf der Afrikanischen Mutterplatte liegt. Durch die Straße von Messina verläuft die Plattengrenze). 18 / 47 16 Gesteine des Bezirks Kufstein Für die Betrachtung der Handstücke enthält der Lehrkoffer eine Einschlaglupe mit 10-facher Vergrößerung. Klein und handlich passt eine Lupe in jede Hosentasche, wenn man im Gelände unterwegs ist und Steine sammelt. Mit ihr kann man feinkörnige Bestandteile wie Minerale oder Fossilbruchstücke im Gestein besser erkennen. Wenn man die Gesteinslupe zum ersten Mal verwendet, sollte man darauf achten, sie möglichst nahe ans Auge zu halten und sich seitlich zum einfallenden Licht zu stellen, sodass man möglichst keinen Schatten auf die Gesteinsprobe wirft. Das Scharfstellen übernimmt die andere Hand, die das zu betrachtende Objekt hält und seinen Abstand zur Lupe reguliert. Übersicht Handstücke Grauwackenzone 1 Wildschönauer Schiefer Holzalmhöfe, Oberau 2 Gabbro Marchbachjoch, Niederau 3 Schwazer Dolomit mit Fahlerz Halde St. Gertraudi, Reith i. A. 4 Baryt Kupfererzweg St. Gertraudi, Reith i. A. Nördliche Kalkalpen 5 Alpiner Buntsandstein Landesstraße nach Niederau 6 Alpiner Muschelkalk Anzensteinbruch, Kirchbichl 7 Wettersteinkalk Steinbruch Pölven, Bad Häring 8 Hauptdolomit Tischofer Höhle, Kufstein 9 Kössen-Formation Zementwerk Eiberg, Söll 10 Hagauer und Kramsacher Marmor Steinbruch Hagau, Kramsach Gosau Gruppe 11 Gosau-Brekzie und Konglomerat Kaiserklamm, Brandenberg 12 Gosau-Sandstein mit Schneckenfossil Mühlbach, Brandenberg 13 Hippuritenkalk Atzl Riff, Brandenberg Unterinntaler Tertiär 14 Bitumenmergel mit Pflanzenfosssilien Duxer Köpfl, Kufstein 15 Zementmergel Steinbruch Paisslberg, Bad Häring 16 Sandstein der Unterangerberg-Formation Kleinsöll, Breitenbach am Inn 19 / 47 Wildschönauer Schiefer Geologische Zone: Grauwackenzone Gesteinsart: Metamorphit Alter: 450-360 Millionen Jahre (Ordovizium bis Devon) Wirtschaftliche Bedeutung: keine Zum Verband der Wildschönauer Schiefer zählt man Phyllite. Das sind eher unauffällige, graue Gesteine mit mehr oder weniger stark ausgeprägter Schieferung. Ihren seidigen Glanz rufen winzige Glimmerblättchen hervor. Sie verwittern gut und formen daher sanfte, hügelige Landschaften. Aufgeschlossener Fels ist außer in Gräben selten anzutreffen. Ursprünglich waren es feine klastische Sedimente mit Korngrößen von Ton bis Sand, die als UnterwasserLawinen an Abhängen im Meer hinab glitten. Solche Trübeströme oder Turbidite kommen weltweit vor und stellen einen wichtigen geologischen Ablagerungsprozess dar. Sie können große Sedimentmengen, die die Flüsse ins Meer liefern, über mehrere hundert Kilometer in den Ozean hinaus transportieren. Erdbeben können Auslöser für solche Trübeströme sein. Während späterer Gebirgsbildungsphasen durchlief das Ausgangsgestein der Wildschönauer Schiefer mehrmals niedriggradige Umwandlungsphasen bei Temperaturen zwischen 300 und 400°C. Dadurch erhielt das Gestein seine Schieferung und neue Minerale, wie z. B. Glimmer und Chlorit. Diese sind jedoch nur unter dem Mikroskop erkennbar. Der schwarze längliche Streifen, der auf der polierten Oberfläche erkennbar ist, ist eine flachgedrückte Flade aus Ton. Wildschönauer Schiefer kommen außer in der namensgebenden Wildschönau noch im Alpbachtal und südlich von Söll und Ellmau vor. 20 / 47 Meta-Gabbro Geologische Zone: Grauwackenzone Gesteinsart: Metamorphit aus magmatischem Ausgangsgestein Alter: 450 Millionen Jahre (Ordovizium) Wirtschaftliche Bedeutung: keine Ein Gabbro ist ein magmatisches Tiefengestein (Plutonit), das im Erdinneren langsam erstarrt und dabei vollständig auskristallisiert ist. Sein vulkanisches Gegenstück, der Basalt, besteht ebenso aus Magma, das aber an der Erdoberfläche ausgetreten und in Kontakt mit Wasser oder Luft rascher und deswegen feinkörniger oder teilweise sogar glasig erstarrt ist. Ein hoher Anteil an dunklen Mineralen (vor allem Pyroxene) färbt den Gabbro dunkel. Feldspatkristalle bilden häufig helle Sprenkel. Der Gabbro im Lehrkoffer war als Teil der Grauwackenzone einer schwachen Metamorphose ausgesetzt. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, kann man ihn als „Meta-Gabbro“ bezeichnen. Einen Gabbro haben heute übrigens immer mehr Menschen bei sich zuhause, nämlich dann, wenn sie sich in ihrer Küche für eine optisch ansprechende dunkle Arbeitsplatte aus Naturstein entschieden haben. Der dafür verwendete Gabbro mit der Handelsbezeichnung „Impala“ erfreut sich großer Beliebtheit. Die Steinmetze vertreiben diesen fast schwarzen Stein aus Südafrika häufig als „Granit“. Ein echter Granit enthält laut petrographischer Definition allerdings zwischen 20 und 60% Quarz und fällt deshalb nicht so dunkel aus wie der Gabbro. Das Magma, aus dem Granite entstehen, ist geschmolzene kontinentale Erdkruste. Gabbros hingegen entstehen aus ozeanischer Erdkruste, die weniger Quarz (SiO2) enthält und eine höhere Dichte aufweist als kontinentale Kruste. 21 / 47 Schwazer Dolomit mit Fahlerz Geologische Zone: Grauwackenzone Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: 410 Millionen Jahre (Devon) Wirtschaftliche Bedeutung: historischer Kupfer- und Silberbergbau, Reviere Brixlegg und Umgebung Der Schwazer Dolomit der Grauwackenzone entstand aus Kalkriffen im unteren Devon vor ca. 410 Millionen Jahren. Dieses Sedimentgestein besteht so wie der Hauptdolomit vor allem aus dem Mineral Dolomit (CaMg[CO3]2). Er ist allerdings fast doppelt so alt wie sein Namensvetter in den Nördlichen Kalkalpen. In der Geschichte des Tiroler Bergbaus spielt der Schwazer Dolomit aufgrund seiner Vererzungen eine besondere Rolle. Das Gebiet um Brixlegg kann ebenso wie das 20 km entfernte Schwaz eine lange Tradition des historischen Bergbaus in Tirol vorweisen. Die ersten urkundlichen Erwähnungen reichen zurück bis ins 14. Jahrhundert. Am längsten aktiv blieb der Abbau im Revier des Reither Kogels (1336 m), der am Eingang des Zillertals den Beginn des Bezirks Kufstein im Westen markiert. Das Handstück stammt von einer Halde in der Nähe des Gertraudstollens in St. Gertraudi, einem Ortsteil der Gemeinde Reith im Alpbachtal. Es enthält zwei silberne Körner aus Fahlerz, dem Rohstoff für die historische Kupfer- und Silbergewinnung. Das Fahlerz ist ein Sulfid, das unterschiedliche (Halb-)Metalle enthält. Kupfer überwiegt mit 36-42%, daneben kommen auch Antimon, Arsen, Zink, Quecksilber, Eisen, Mangan und in geringem Maße (unter 0,8%) Silber vor. Am nicht polierten Rand hat das Handstück einen grünlichen Farbüberzug aus dem Kupferkarbonat Malachit. An seiner chemischen Formel CuCO3·Cu(OH)2 kann man "die Zutaten" Kupfer (Cu), Wasser (die OH-Gruppe) und Karbonat (CO3) ablesen und bereits auf seine Entstehung schließen. Gemeinsam mit dem ebenfalls kupferhältigen tiefblauen Mineral Azurit entsteht es sekundär, das heißt nachträglich, wenn die ursprünglichen Erze im Zuge von Verwitterungsprozessen mit Wasser in Berührung kommen und mit dem darin enthaltenen Sauerstoff oder mit Sauerstoff aus der Luft reagieren (oxidieren). 22 / 47 Baryt Geologische Zone: Grauwackenzone Gesteinsart: keine, Baryt ist ein Mineral Alter: nicht gesichert, vermutlich 410 Millionen Jahre (Devon) Wirtschaftliche Bedeutung: Abbau in St. Gertraudi bis 1969, Verwendung als Rohstoff in der Farbenindustrie und als Füllstoff für Papier Im Revier des Reither Kogel bei St. Gertraudi baute man ab dem 19. Jahrhundert neben dem Fahlerz noch ein weiteres Mineral ab, den Baryt. Nach dem Zweiten Weltkrieg betrieben die Montanwerke Brixlegg, die heute auf das Recycling von Kupfer spezialisiert sind, nur mehr den Barytabbau. Der Fahlerzabbau war nicht mehr rentabel. Das Mineral mit der chemischen Formel BaSO4 wird aufgrund seiner hohen Dichte auch Schwerspat genannt. Im Vergleich ist der Baryt daher schwerer als die meisten anderen Handstücke im Koffer. Der Baryt des Handstücks besteht aus Millimeter- bis Zentimeter-großen weißen Kristallen. Sie sind tafelig gewachsen. Die dunklen Körner sind Fahlerzeinschlüsse (Tetraedrit) mit grünlichem Malachit als Begleitmineral. Das gemeinsame Vorkommen mit Fahlerz minderte die Qualität des abgebauten Produkts. Baryt absorbiert Röntgenstrahlung sehr gut und eignet sich daher als Kontrastmittel für bildgebende Verfahren in der Medizin, z. B. bei der Durchleuchtung von Speiseröhre und Magen-Darm-Trakt. Der Schwerspat aus St. Gertraudi konnte für diese Zwecke allerdings nicht verwendet werden, da das Fahlerz Arsen und Antimon enthält. Diese Schwermetalle stellen für die medizinische Anwendung giftige Verunreinigungen dar. Das Alter und die genaue Entstehung der Baryt-Fahlerz Lagerstätte sind nicht eindeutig geklärt. Als am wahrscheinlichsten gilt die Ausfällung des Baryt aus heißen mineralisierten Lösungen, die in den Porenräumen der Sedimente zirkulierten, die zur Zeit des Devon vor 410 Millionen Jahren zum Gestein des Schwazer Dolomit verfestigt wurden. 23 / 47 Alpiner Buntsandstein Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Klastisches Sedimentgestein Alter: ca. 250 Millionen Jahre (Untere Trias) Wirtschaftliche Bedeutung: Sand für Betonerzeugung und Straßenbau, Abbau in Pinnersdorf, Wörgl; früherer Abbau im Sandtal westlich der Wochenbrunnalm bei Ellmau Als charakteristisches Merkmal für Sandsteine gilt, dass einzelne Körner mit freiem Auge oder mit der Lupe sichtbar sind. Das ist auch beim Handstück aus dem Koffer der Fall. Mit der Lupe sieht man außerdem, dass die runden Körner aus Quarz (SiO2) verschiedene Farben haben: rot, grau, weiß, grün oder braun. Normalerweise ist das Mineral Quarz transparent, so wie man es vom Bergkristall her kennt. Aber bereits ganz geringe Verunreinigungen führen zur Verfärbung, z. B. durch Eisen, auf das man im Handstück auch anhand der rostbraunen Punkte schließen kann. In der Gesamterscheinung überwiegt der rötliche Farbeindruck. Fein zerriebene Glimmerplättchen sind auch erkennbar. Sehr augenscheinlich ist die Schichtung ausgeprägt. Diese entstand fluviatil, als die Sandkörner in einem Fluss transportiert und abgelagert werden. Einerseits sind die Schichten horizontal, andererseits keilen sie auch aus und bilden Dreiecke. Am Handstück kann man das über die Kante der geschliffenen Fläche hinweg gut erkennen. In diesem Fall spricht man von einer Schrägschichtung. Sie entsteht bei der Auffüllung von Rinnen, und kommt je nach deren Größe sowohl im kleinen Maßstab als auch mehrere Meter breit vor. Der Alpine Buntsandstein zieht in einem ca. 30 km langen Streifen quer durch den Bezirk Kufstein. In den Gemeinden Söll, Scheffau und Ellmau bildet er die Basis des Wilden Kaisers im Süden. Weiter in Richtung Südwesten findet man ihn links und rechts der Straße, die von Wörgl in die Wildschönau führt. Von dort stammt auch das Handstück. Auch in Alpbach gibt es ein größeres Vorkommen im Gebiet zwischen der Zotta- und der Höslalm. 24 / 47 Alpiner Muschelkalk Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 245-240 Millionen Jahre (Mittlere Trias) Wirtschaftliche Bedeutung: Wasserbausteine, Trockensteinmauern, Abbau in Kirchbichl Ein in seiner Verbreitung untergeordnetes, aber wirtschaftlich genutztes Gestein im Bezirk Kufstein ist der Alpine Muschelkalk. Das Handstück stammt aus dem Anzensteinbruch in Kirchbichl, wo Gesteinsblöcke für die Bachverbauung und für Hangstützmauern produziert werden. Hohe Druckfestigkeit, Abrieb- und Frostbeständigkeit machen die Eignung des Alpinen Muschelkalks für diese Verwendung aus. Obwohl der Name es nahelegt, sind Fossilien in diesem Gestein eher schlecht erhalten. Der Begriff Alpiner Muschelkalk fasst Bänder-, Knollen- und Wurstelkalke zusammen, die annähernd zur selben Zeit entstanden, wie der Muschelkalk der germanischen Trias. Die in Deutschland weit verbreitete Sedimentgesteinsabfolge „Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper“ wurde namensgebend für die erdgeschichtliche Epoche Trias (nach dem altgriechischen Wort für „Drei“), in der sie entstanden. Der Alpine Muschelkalk in der Variante des Handstücks ist ein hellgrauer Bänderkalk. Die abwechselnd helle und dunkle Bänderung sieht man allerdings nur in den Felswänden im Gelände gut. Das Handstück hat ein leicht brekziöses Gefüge. Mit der Lupe erkennt man eckige Karbonatkörner in verschiedenen Grautönen. Die stellenweise gelbe bis leicht rötliche Färbung wird durch geringe Mengen an Eisen verursacht. An der Oberseite des Handstückes sieht man einen Rasen aus Calcitkristallen, die als Kluftfüllung aus einer wässrigen Lösung auskristallisiert sind. 25 / 47 Wettersteinkalk / Wettersteindolomit Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 240 Millionen Jahre (Mittlere Trias) Wirtschaftliche Bedeutung: Rohstoff für Zementerzeugung, Abbau in Bad Häring; Zuschlagstoff für Betonerzeugung, Kies für Wege- und Straßenbau, Abbau in Kundl und in Wörgl Der Wettersteinkalk ist ein hellgraues Gestein mit zahlreichen aber meist schlecht erhaltenen Fossilien. Vom etwas jüngeren Hauptdolomit lässt er sich durch die hellere Farbe und durch den Salzsäuretest unterscheiden, wobei der Wettersteinkalk auch dolomitisiert sein kann und dann dementsprechend nicht braust, z. B. im Wilden Kaiser nördlich der Gruttenhütte oder großflächig südlich des Inn von Brixlegg bis Wörgl. Hier führt er an einigen Stellen auch Erze, z. B. Bleiglanz. Im Aussehen unterscheidet sich der Wettersteindolomit nicht maßgeblich vom Wettersteinkalk. Der Wettersteinkalk baut die meisten bekannten Gipfel und Formationen rund um Kufstein auf. Die Pyramidenspitze (1998 m) im Zahmen Kaiser, sämtliche Gipfel des Wilden Kaiser, wie z. B. Ellmauer Halt (2344 m), Goinger Halt (2242 m) oder Scheffauer (2111 m). Nördlich des Inns ist der Pendling (1563 m) bzw. die Pendlinggruppe bis zur Buchackeralm im Westen aus Wettersteinkalk aufgebaut. Auch das Grattenbergl bei Wörgl besteht aus stark zerrüttetem Wettersteinkalk. Wenn man die Gipfel des Wilden Kaiser betrachtet, dann kann man noch die Riffe und die Lagunen erahnen, die vor rund 240 Millionen Jahren dieses Gestein gebildet haben. Im unteren Bereich erscheinen die Wände aus Kalkgestein massig und ohne erkennbare Schichtung. Das waren die großen Riffe der Trias-Zeit. Die höher gelegenen Gipfel lassen hingegen eine deutliche Bankung mit Schichtdicke im Meter-Bereich erkennen. Diese gebankten Zonen repräsentieren die Lagunen, ruhige Seichtwasserflächen, die hinter dem Riffgürtel lagen und dadurch vor der Brandung des offenen Meeres geschützt waren. Das Handstück aus dem Koffer stammt aus dem Häringer Steinbruch am Pölven, wo der Wettersteinkalk abgebaut und zur Zementherstellung ins bayerische Rohrdorf transportiert wird. 26 / 47 Hauptdolomit Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 220 Millionen Jahre (Obere Trias) Wirtschaftliche Bedeutung: keine Das Handstück im Koffer zeigt die typischen Erkennungsmerkmale des Hauptdolomits: seine graue Farbe, wobei diese häufig noch dunkler ausfallen kann als im Handstück, und die vielen Klüfte, mit denen das spröde Gestein auf Verfaltung und Verformung reagiert hat. In diese Klüfte konnte nachträglich heller Calcit eindringen, der im Gegensatz zum Dolomit mit Salzsäure braust. Im Gelände kann man das Gestein außerdem mit einem Hammer frisch anschlagen und daran riechen. Für kurze Zeit verströmt es oft einen bituminösen Geruch, der sich aber rasch wieder verflüchtigt. Dolomitgestein ist sehr verwitterungsbeständig und lässt nur karge, dünnschichtige Bodenbildung zu. Den darauf wachsenden Pflanzen verlangt der Humusmangel eine besondere Anpassungsfähigkeit ab. Den Hauptdolomit findet man vor allem im Kaisertal und weiträumig in den Gebieten südlich davon, z. B. rund um das Aschenbrennerhaus (1135 m), sowie im Osten am Stripsenjoch (1577 m), hinter dem in südlicher Blickrichtung die Gipfel aus Wettersteinkalk aufragen. Auf der Suche nach diesem Gestein muss man aber nicht unbedingt so weit wandern. Es genügt auf den Festungsberg in Kufstein zu steigen. Dieser Felsrücken besteht aus Hauptdolomit und wurde während der Eiszeit vom Eis des Inngletschers überformt. Das Handstück im Koffer stammt aus der Tischofer Höhle im vorderen Kaisertal (siehe auch Exkursionsziele, Seite 41). In der Höhle fand man 1906 bei Ausgrabungen die Skelette von über 300 Höhlenbären und andere Tierknochen, menschliche Skelette sowie Stein- und Knochenwerkzeuge, Keramikscherben und Schmuck. Die Funde sind der älteste Nachweis von Menschen in Tirol in der Altsteinzeit vor ca. 35 000 Jahren sowie viel später wieder in der Bronzezeit um ca. 1800 v. Chr. Die Tischofer Höhle diente auch als Sammelplatz und Waffenversteck während des Tiroler Freiheitskampfes von 1809 gegen die Truppen Napoleons. 27 / 47 Kössen-Formation Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 205 Millionen Jahre (Obere Trias) Wirtschaftliche Bedeutung: Rohstoff für die Zementerzeugung, früherer Abbau in Eiberg (Söll) Bei der Kössen-Formation handelt es sich um dunkelgraue, fossilienreiche Mergel. Diese wurden vor rund 205 Millionen Jahren gegen Ende der Trias in einem nicht allzu tiefen Meeresbecken abgelagert, das sich inmitten eines deutlich größeren flachen Bereichs des Tethys-Meeres befand. Damals lagen die heutigen Alpen in tropischen bis subtropischen Breitengraden. Anhand der Abfolgen der verschiedenen Gesteinsschichten, die zusammen ein geologisches Profil ergeben, kann man im Detail studieren, wie sich im Laufe weniger Millionen Jahre die Ablagerungsbedingungen im Kössener Becken verändert haben. So belegen die im Gestein erhalten gebliebenen Muschel- und Korallenarten, dass der Meeresspiegel in mehreren Zyklen abwechselnd anstieg und wieder abfiel. Auf Sedimentschichten eines ruhigen Lebensraumes im flachen, lichtdurchfluteten Wasser folgen beispielsweise tonige Schiefer mit vielen Muschelschalen und Bruchstücken, die durch heftige Unterwasserstürme am Abhang eines Riffs abgelagert wurden. Die Kössen-Formation ist für die detailgenaue Rekonstruktion der Entwicklungsgeschichte ihres Ablagerungsraumes besonders geeignet, weil sie sehr viele Fossilien enthalten. Aufgrund weltweiter Vergleichsmöglichkeiten kann man die versteinerten Lebewesen sehr genau einem bestimmten Zeitabschnitt und ganz bestimmten Umweltbedingungen zuordnen. Ein sehr gutes, weil lückenlos erhaltenes Profil der Kössener Schichten befindet sich zwischen Kufstein und Söll auf dem Gelände des Eiberger Zementwerkes. Das Handstück stammt von dort. Der helle Einschluss, der auf der polierten Oberfläche zu sehen ist, ist eine zu Calcit umkristallisierte Muschelschale im Querschnitt. 28 / 47 Hagauer und Kramsacher Marmor Geologische Zone: Nördliche Kalkalpen Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 190 Millionen Jahre (Jura) Wirtschaftliche Bedeutung: Dekorstein mit regionaler Bedeutung; für Fassaden, Portale und historische Architekturelemente verwendet, Abbau in Kramsach Aus dem Kramsacher Weiler Hagau stammen sehr schöne Dekorsteine, die in zahlreichen historischen Tiroler Bauwerken, besonders in der Gotik, Verwendung fanden. Es handelt sich dabei um weißrote Kalksteine mit schöner Musterung. Eine helle Variante mit vielen Fossilien ist als Hagauer Marmor bekannt. Eine dunklere Variante mit teilweise Brekzienartigem Gefüge ist der Kramsacher Marmor (auch Kramsacher Brekzie). Die Stützpfeiler des Goldenen Hagauer Marmor Dachl in Innsbruck bestehen beispielsweise aus Kramsacher Marmor. Aus Hagauer Marmor hat man unter Anderem die Pfarrkirche St. Leonhard bei Kundl erbaut. Beide Varianten stammen aus demselben Abbaugebiet. Fährt man auf der Inntalautobahn Richtung Kufstein, erblickt man auf der Höhe von Kramsach auf der linken Seite den Pletzachkogel (1459 m). Sehr leicht kann man aus der St. Leonhard bei Kundl Entfernung seine glatte Felsflanke und helle, teils rötlich gefärbte Schuttstreifen erkennen. Sie zeugen von wiederholten Felsstürzen, die sich hier in einer Zeitspanne vor 15.000 Jahren (in der letzten Eiszeit) und 1735 Jahren (in der Römerzeit) ereigneten. In früheren Jahrhunderten entnahmen zahlreiche Steinmetzbetriebe die Gesteinsblöcke einfach aus dem Felssturzmaterial vom nahegelegenen Pletzachkogel und verschifften ihre Produkte auf dem Inn an die verschiedenen Bestimmungsorte in Tirol. Heute macht die Konkurrenz billiger Importe von fertigen Dekorsteinplatten aus China oder Indien den Abbau unrentabel. Der Absatzmarkt für den Kramsacher Zierstein ist mit wenigen Ausnahmen vor allem auf die Restauration von alten Bauwerken beschränkt. 29 / 47 Beim Hagauer und Kramsacher Marmor handelt es sich aus geowissenschaftlicher Sicht nicht um echten Marmor. Darunter verstehen die Petrographen einen metamorphen Kalkstein, der für längere Zeit hohem Druck und Temperatur ausgesetzt wurde. Die feinkörnigen Calcit-Kristalle beginnen dadurch zu wachsen und wandeln sich in größere Kristalle um. An seinem gut ausgeprägten grobkristallinen Gefüge kann man einen Marmor daher gut von einem nicht metamorphen Kalkstein unterscheiden. Mit Salzsäure reagieren hingegen beide, da sich die Calcit-Minerale Kramsacher Marmor Kramsacher Brekzie durch die Metamorphose nur in ihrer Größe, nicht aber stofflich verändern. Ein echter Marmor, der eine Umwandlung erfahren hat, ist beispielsweise der weiße Carrara-Marmor aus der Toskana in Italien. Zu seiner Bekanntheit haben ihm unter anderem die Skulpturen des Bildhauers Michelangelo verholfen, der Carrara-Marmor für seine berühmte Pietà im Petersdom in Rom oder für die David-Statue in Florenz verwendet hat. Im Steinmetzhandwerk verwendet man den Begriff Marmor jedoch für viele andere Gesteine, wenn sie sich polieren lassen. Hagauer und Kramsacher Marmor haben auf diese Weise ihre Namen erhalten, wenngleich es sich eigentlich um nicht metamorphe Kalksteine handelt. 30 / 47 Entstanden sind die Kramsacher Dekorsteine vor ca. 190 Millionen Jahren, als die langsame Öffnung des Piemont-Ozeans im unteren Jura das Zerbrechen der Trias-Riffe einleitete. Auf die vormalige hohe Biodiversität im Lebensraum Riff bzw. Flachmeer weisen die zahlreichen Fossilien im Gestein hin. Typisch für beide Varianten, vor allem aber für den Hagauer Marmor, sind zahlreiche Bruchstücke von Seelilien (Crinoiden). Diese Meeresbewohner zählen zu den Stachelhäutern (Echinodermen) und sind somit Fossilien-Details im Hagauer Marmor verwandt mit Seeigeln und Seesternen. Im Gegensatz zu diesen frei beweglichen Arten sind Seelilien jedoch mit einem Stiel aus runden Gliedern am Boden verankert. An diesen Stiel aus Kalk schließen gefiederte Arme an, mit denen sie Plankton aus dem Wasser filtern. Als Fossilien sind die Crinoiden, auch dann wenn die Stielform nicht erhalten geblieben ist, gut am Glanz der umgewandelten Kalzit-Einkristalle zu erkennen. Weitere Fossilien, die im Hagauer Marmor häufiger auftreten, sind Schnecken (Gastropoden) und Armfüßer (Brachiopoden). Letztere sind muschelähnliche Suspensionsfresser, die entweder frei am Boden oder darin eingegraben leben. Seelilie Quelle: http://statefossils.wikispaces.com/Iowa 31 / 47 Gosau-Brekzie und Konglomerat Geologische Zone: Gosau Gruppe Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: ca. 100 Millionen Jahre (Kreide) Wirtschaftliche Bedeutung: keine, lokale Bauxit- und Kohlevorkommen nicht abbauwürdig Zur Erinnerung, als Brekzie bezeichnet man ein Sedimentgestein mit eckigen Bruchstücken. Konglomerat nennt man hingegen ein Gestein mit runden Komponenten in der Größe von Kieskörnern. Das Handstück zeigt nun allerdings sehr schön, dass der Übergang zwischen diesen beiden Kategorien fließend ist. Bunte Brekzien und Konglomerate markieren die Basis der Gosau Gruppe. Sie füllten gegen Ende der Kreidezeit das Relief auf, das die Erosion und die bereits begonnene alpidische Gebirgsbildung aus den darunterliegenden Sedimentgesteinen der Nördlichen Kalkalpen geformt haben. Die Brekzien und Konglomerate bestehen dementsprechend aus den Bruchstücken der älteren Gesteine. Im Falle des Handstücks braust der Großteil der grauen Gerölle nicht. Ein schwaches Brausen verursacht die Salzsäure lediglich in den kleinen Hohlräumen, aus denen zum Teil gut sichtbar Calcitkristalle hervorschauen. Das ältere Gestein, das als Lieferant dieser Komponenten in Frage kommt, ist der Hauptdolomit. Daran können wir ablesen, dass sich die Erosion vor der Ablagerung der Gosau-Brekzien stellenweise bereits tief bis in die Ablagerungen der oberen Trias eingeschnitten hat und alle dazwischen liegenden Schichten, wie z. B. die Kalksteine aus dem Jura (Kramsacher und Hagauer Marmor) oder auch die Kössen-Formation, bereits wieder abgetragen wurden. Das Handstück ist ein Stück Geschiebefracht aus der Brandenberger Ache nahe der Kaiserklamm, wo man sehr schöne Gosau-Gerölle in verschiedenen Korngrößen finden kann. 32 / 47 Gosau-Sandstein mit Schneckenfossil Geologische Zone: Gosau Gruppe Gesteinsart: Sedimentgestein Alter: 85-90 Millionen Jahre (Kreide) Wirtschaftliche Bedeutung: keine Die Gesteine der Gosau Gruppe enthalten zahlreiche Fossilien, die uns den vielfältigen Lebensraum des Gosau-Meeres der Kreidezeit näher bringen. Während das kontinentale Festland von den Dinosauriern beherrscht wurde, war unser Lebensraum in den Alpen weithin vom flachen Gosau-Meer bedeckt. Die Gipfel des gerade in Entstehung begriffenen Gebirges ragten bereits als Inseln aus dem Meer. An den Küsten wechselten sich ausgedehnte Strände mit Sumpflandschaften und Lagunen ab. Im flachen, lichtdurchfluteten Brackwasser solcher Lagunen lebten unter anderem die Turmschnecken der Gattung Nerinea. Im Handstück sehen wir sie in verschiedenen Schnittlagen, eingebettet in eine sandige Matrix. Ihre robuste, dickwandige Schale schützte sie vor den Sturmwellen, die die Schnecken am Meeresboden immer wieder wegschwemmten und zu Haufen zusammenschoben. Von Sandschlamm bedeckt entstanden auf diese Weise Bänke mit massenhaft Muscheln und Schneckenschalen, die heute als Gestein wie das Handstück im Koffer vorliegen. 33 / 47 Hippuritenkalk Geologische Zone: Gosau Gruppe Gesteinsart: Biogenes Sedimentgestein Alter: 90 Millionen Jahre (Kreide) Wirtschaftliche Bedeutung: keine, das Atzl Riff (Fundort des Handstücks) steht unter Naturschutz! Die Gemeinde Brandenberg hat zwischen den Weilern Atzl und Haidach ein besonderes paläontologisches Highlight zu bieten. Dort ist ein 90 Millionen Jahre altes Riff erhalten geblieben. Die polierte Fläche des Handstücks zeigt die versteinerten Bewohner des Riffs im Querschnitt. Es sind so genannte Rudisten der Gattung Hippurites. Rudisten waren Muscheln mit auffälligen, ungleich geformten Klappen. Bei den Hippuriten bildete die eine Klappe einen langen gerippten Becher, der im schlammigen Boden verankert war. Die andere Klappe, die im Handstück nicht erhalten geblieben ist, funktionierte wie ein Deckel mit Zähnen, die beide Klappen zusammenhielten. Auf der polierten Fläche sieht man im Querschnitt drei faltenartige Einbuchtungen, in die sich die Zähne versenken ließen. Bei Brandenberg erreichten die Individuen eine Größe zwischen 10 und max. 50 cm. Ihr Lebensraum war ein warmes, (sub-)tropisches Flachmeer in der Kreidezeit. Die Hippuriten unseres Hippurit Handstücks waren zwischen dem 30. und dem 35. Grad Quelle: www.catalogomultimediale.unina.it/?p=281 nördlicher Breite situiert; das entspricht heute dem südlichen Rand des Mittelmeeres. Damals hatten die Rudisten die vorherrschende Stellung als Riffbauer inne. Erst nachdem sie beim großen Massensterben, dem vor 65 Millionen Jahren auch die Dinosaurier zum Opfer fielen, ausstarben, übernahmen die Korallen die dominante Rolle in den Riffen der Weltmeere. 34 / 47 Bitumenmergel mit Pflanzenfossilien Geologische Zone: Unterinntaler Tertiär Gesteinsart: Sedimentgestein Alter: 30-32 Millionen Jahre (Oligozän) Wirtschaftliche Bedeutung: Assoziierte Kohlevorkommen in Bad Häring, Abbau bis 1956 Dieses hellgraue bis beige, dünn geschichtete Gestein besteht aus einer Mischung aus Kalk und Ton und trägt daher die Bezeichnung Mergel. Darüber hinaus hat organisches Material, z. B. von Algen und Pflanzen, zur Entstehung des Gesteins beigetragen. Denn wenn man ein Mergelstück frisch anschlägt oder zerbricht, verströmt es kurzzeitig einen starken bituminösen Geruch, der charakteristisch ist, wenn biogenes Material in Sedimentgesteinen nicht vollständig zersetzt wurde. Das Handstück stammt vom Duxer Köpfl bei Kufstein. In Bad Häring, wo die Bitumenmergel hauptsächlich vorkommen, überlagern sie unmittelbar die bekannten Flöze der Häringer Kohle. Die Besonderheit der Bitumenmergel sind zahlreiche fossile Pflanzenabdrücke, die auf den Schichtoberflächen in sehr gutem Zustand erhalten geblieben sind. Man findet Abdrücke von unterschiedlichen Pflanzen, immergrüne Nadelhölzer wie Kiefer, Laubhölzer wie Esche und Ulme. Lorbeergewächse und sogar eine Palmenart waren vertreten. Im Handstück sieht man das gezähnte Blatt einer einfachen Blütenpflanze der Gattung Comptonia. Eine vergleichbare Art wächst heute auf trockenen, nährstoffarmen Böden in Kiefernwäldern der nordöstlichen USA. Ähnliche Pflanzengesellschaften wie in den Bitumenmergeln findet man heute z. B. in den Wäldern im Südosten Chinas oder in Florida, wo Kiefern, Palmen und Eichen im Verband vorkommen. 35 / 47 Zementmergel Geologische Zone: Unterinntaler Tertiär Gesteinsart: Sedimentgestein Alter: 30 Millionen Jahre (Oligozän) Wirtschaftliche Bedeutung: Rohstoff für die Zementerzeugung Mergel ist ein natürliches Gemisch aus Kalkstein und Ton. Da aus diesen beiden Bestandteilen Zement gewonnen werden kann, ist er ein begehrter Rohstoff in der Baustoffindustrie. So wurden Bad Häring und Kirchbichl durch die Mergelvorkommen am Paisslberg 1872 zur ersten österreichischen Produktionsstätte für Portlandzement. Die damals gegründete Perlmooser Zementwerke AG erhielt ihren Namen abgeleitet vom Kirchbichler Flurnamen Sperlmoos, wo ursprünglich der gebrannte Zementklinker gemahlen wurde. Der Mergel wird getrocknet und zusammen mit Kalkstein zu feinkörnigem Rohmehl gemahlen. Dieses brennt man dann bei Temperaturen um die 1450°C zu kleinen Zementkügelchen, dem so genannten Klinker. Im südbayrischen Rohrdorf, das aktuell Kalkstein aus Bad Häring und Zementmergel von verschiedenen Standorten verarbeitet, ist der entsprechende Drehrohrofen 84 m lang und misst fünf Meter im Durchmesser. Der abgekühlte Klinker wird dann gemahlen, z. B. im Zementwerk Eiberg zwischen Kufstein und Söll, und mit Zusatzstoffen wie z. B. Gips und Hüttensand (glasig erstarrte Hochofenschmelze aus der Stahlerzeugung) versehen. Die im Gips, ein Mineral mit der chemischen Formel CaSO4 • 2H2O, enthaltenen Sulfationen haben eine wichtige Wirkung. Sie verbinden sich mit den chemischen Phasen des Zements zu einer schützenden Hülle aus dem Mineral Ettringit an der Oberfläche der ansonsten sehr reaktiven Zementphasen. So wird das sofortige Erstarren des Zements, sobald er mit Wasser in Verbindung kommt, etwas verzögert. Der Zement bleibt dadurch verarbeitbar. Zement ist das wichtigste hydraulische Bindemittel in der Baustoffindustrie. In Verbindung mit Wasser erhärtet er und ist danach nicht mehr wasserlöslich. Zusammen mit Sand oder Kies, Zuschlagstoffen und Wasser verbaut man ihn als Beton heute in so gut wie allen Bauwerken, in der Kellermauer eines Einfamilienhauses genauso wie in Tunnelröhren oder Brückenpfeilern. 36 / 47 Sandstein der UnterangerbergFormation Geologische Zone: Unterinntaler Tertiär Gesteinsart: Klastisches Sedimentgestein Alter: 28-30 Millionen Jahre (Oligozän) Wirtschaftliche Bedeutung: keine Dieses auf den ersten Blick unscheinbare Gestein offenbart seine interessante Geschichte bei näherer Betrachtung. Mit freiem Auge aber noch besser mit der Lupe erkennt man an der welligen Oberfläche des Handstücks die Sandkörner aus Quarz. Sie sind grau, durchsichtig, braun oder gelblich gefärbt und machen den Großteil der Gesteinsmasse aus. Dazwischen sitzen einzelne weiße Körner, die Feldspäte. Auf der Unterseite des Handstücks schimmern helle Glimmerplättchen (Muskovit). Auf den geschliffenen Flächen sieht man vermehrt schwarze Punkte aus Dunkelglimmer (Biotit). Die Körner sind gut gerundet. Flüsse vermögen es besonders gut Gesteinsbruchstücke in allen Korngrößen rund zu schleifen. Je feiner die Körner, desto weiter kann sie der Fluss transportieren. Die Sandkörner im Sandstein der Unterangerberg-Formation haben es vermutlich bis in das Delta einer Flussmündung geschafft. Das Flussdelta erstreckte sich in das Meeresbecken, welches sich vor rund 30 Millionen Jahren vom Osten her kommend über das Unterinntal ausgebreitet hatte. Durch Trübeströme verlagerte sich das Delta immer weiter ins Meer hinaus, sodass die Flüsse aus dem Hinterland nachrückten und zusehends größere Gerölle anlieferten. Davon zeugen die Konglomerate der Oberangerberg-Formation, die am Fundort des Handstücks in Kleinsöll (Gemeinde Breitenbach) unmittelbar auf dem Sandstein aufliegen. 37 / 47 Wirtschaftliche Nutzung der Gesteine Gesteine sind eine wichtige wirtschaftliche Ressource. Die für Gesteinsabbau zuständige Landesbehörde schätzt den Verbrauch an Baurohstoffen in Tirol auf 6,3 Millionen Tonnen pro Jahr. Das entspricht einem Bedarf von ca. neun Tonnen Baurohstoffen pro Einwohner und Jahr. Im Bezirk Kufstein werden vor allem Baurohstoffe, wie Kies, Sand und gröbere Blöcke gewonnen, außerdem auch Zementrohstoff und untergeordnet Dekorstein. Die Erzeugnisse werden größtenteils im Wirtschaftsraum Tirol und in angrenzenden Gebieten, Westösterreich und Bayern, vertrieben. Der Bedarf an lokal bis regional produzierten Gesteinserzeugnissen ist deshalb groß, weil Gesteinsmaterial schwer ist und abgesehen von Dekorsteinen große Mengen benötigt werden. Lange Transportwege würden die Produkte massiv verteuern. Im Folgenden werden einige gesteinsabbauende Betriebe des Bezirks Kufstein vorgestellt. Teilweise bieten die Unternehmen im Rahmen einer Betriebsführung die Gelegenheit, mehr über die Rohstoffgewinnung aus den lokalen Gesteinen zu erfahren. Rohstoffgewinnung zur Zementproduktion (Bad Häring und Eiberg) Die Firma SPZ - Südbayrisches Portlandzementwerk ist der heutige Nachfolger der ehemaligen Perlmooser Zementwerke AG, die in Bad Häring und Kirchbichl bis 1997 Zement herstellte. Aktuell wird nur der Kalkstein vom Pölven und in Eiberg als Rohmaterial gewonnen und an den Hauptsitz der SPZMutterfirma Rohrdorfer ins 37 km nördlich von Kufstein gelegene Rohrdorf in Bayern geliefert. Die Zementherstellung erfolgt dort. Im Bezirk Kufstein beschäftigt Rohrdorfer aktuell 27 Mitarbeiter in Steinbrüchen an drei Standorten: In Bad Häring werden ca. 300 000 t Wettersteinkalk pro Jahr gewonnen, während die Zementmergel am Paisslberg momentan nicht zur Produktion herangezogen werden. In Eiberg zwischen Kufstein und Söll werden jährlich ebenso ca. 300 000 t Kalkstein abgebaut und im dortigen Zementwerk außerdem Klinker aus Rohrdorf gemahlen. Die in Eiberg jährlich hergestellten 400 000 t Zement werden in Österreich verkauft. Das Zementwerk in Rohrdorf produziert ca. 1,1 Millionen t Zement für den deutschen Markt. In der Gemeinde Thiersee im Ortsteil Wachtl an der Grenze zu Bayern befinden sich weitere Kalk- und Mergel-Steinbrüche, in welchen derzeit allerdings nichts abgebaut wird. Führungen in den Steinbrüchen sind aus Sicherheitsgründen nicht gestattet. Auf Anfrage kann das Zementwerk in Rohrdorf besichtigt werden. Kontakt: Dipl.-Ing. Thomas Rödhammer E-Mail: [email protected] Website: http://www.rohrdorfer.eu Sinning 1, D-83101 Rohrdorf 38 / 47 Anzensteinbruch Unterrainer (Kirchbichl) Der Anzensteinbruch befindet sich in der Gemeinde Kirchbichl zwischen den Ortsteilen Brugger Mühle und Bruckhäusl. Hier baut der Familienbetrieb Unterrainer mit zehn Mitarbeitern Kalksteinblöcke für Wasserbausteine, Hangstützungen und Trockensteinmauern ab. Die Blöcke finden vor allem im Tiroler und im Bayrischen Raum für die Bachverbauung Verwendung, z. B. am Inn. Im Steinbruch weisen gebänderte Kluftfüllungen im Alpinen Muschelkalk einen sehr hohen Reinheitsgrad an Calcit auf. Ab einem solchen Reinheitsgrad über 95% an CaCO3 fällt der Abbau deshalb unter die Richtlinien des Mineralrohstoffgesetzes, die strengere Auflagen als für den gewöhnlichen Schotter- und Kiesabbau vorsehen. Jährlich werden durch Bohrungen und Sprengungen zwischen 60 000 und 70 000 m3 Gestein abgebaut, das entspricht ungefähr 150 000 t Material. Mit Baggern werden die größeren Blöcke zwischen 0,25 und 3 m3 aussortiert. Das restliche Material wird gebrochen und in feinere Korngrößen gesiebt. Auf Anfrage ist eine Betriebsführung für Schulklassen möglich. Kontakt: Michael Unterrainer E-Mail: [email protected] Tel.: 05332-72352-0 Lofererstr. 52, 6322 Kirchbichl Steinbrüche Pinnersdorf und Lahntal (Wörgl) In Wörgl befinden sich zwei Steinbrüche im Besitz des STRABAG-Konzerns, der in Europa insgesamt 200 Steinbrüche und Kiesgruben betreibt. Die lokale Betreiberfirma Mineral Abbau GmbH beschäftigt in Wörgl acht Mitarbeiter. Am Standort Pinnersdorf werden jährlich ca. 100 000 t Alpiner Buntsandstein für die Betonindustrie gewonnen. Er findet untergeordnet auch Verwendung als Filterkies und Drainage im Straßenbau. Im Ortsteil Lahntal werden in einem Felsschacht ca. 120 000 t Wettersteindolomit abgebaut. Der eckig gebrochene Kies eignet sich als Unterbauschüttung im Straßenbau (Frostkoffer) und als Zuschlagstoff für Asphalt. Der Großteil der Produkte wird auf Baustellen im Raum Kufstein umgesetzt. Auf Anfrage ist eine Betriebsführung für Schulklassen möglich. Kontakt: Thomas Huber E-Mail: [email protected] Website: http://www.mineral.eu.com Pinnersdorf 16, 6300 Wörgl 39 / 47 Steinbruch Wimpissinger (Kundl) Die Firma Wimpissinger Beton und Umweltschutz baut im Kundler Ortsteil Luna Wettersteindolomit ab. Der Abbau erfolgt in 24 m mächtigen Etagen. Diese werden zunächst mit Bohrgeräten perforiert und dann in zweimal 12 m Schichten gesprengt. Muldenkipper und Radlader schütten das Material zur Zerkleinerung über eine Sturzhalde. Im Anschluss werden die Körner getrennt und gewaschen. Das mittelständische Unternehmen mit ca. 50 Mitarbeitern produziert Sand und Kies vor allem für den Tiroler Raum. Verwendung finden die Produkte einerseits als Zuschlagstoffe in der Betonerzeugung, andererseits als Frostkoffer im Wege- und Straßenbau. Die Abbaumenge beträgt rund 500 000 t jährlich. Betriebsführungen sind aus Sicherheitsgründen nicht gestattet. Exkursionsziele Themenweg Kohle - Bergbau in Bad Häring Im Ortszentrum bei der Häringer Kirche startet ein abwechslungsreich gestalteter Rundwanderweg Richtung Pölven und Paisselberg. An vierzehn Stationen erfahren die Besucher Wissenswertes zur lokalen Geologie, vor allem aber zur Geschichte des Abbaus von Kohle und Zementmergel unter und über Tage. Der Weg spart das Sperrgebiet der beiden aktiven Steinbrüche aus und führt etwas unterhalb unter anderem zur Förderbandanlange, die Kalkstein ca. 3,5 km lang vollautomatisch zur Bahnverladung nach Kirchbichl transportiert. Bevor sie im Ort in den Untergrund abtaucht, verläuft die interessant anmutende Anlage hier noch oberirdisch und erinnert ein wenig an eine Pipeline. Der Themenweg verläuft durchgehend auf einfach zu begehenden Forstwegen und Waldpfaden und ist vor allem für Volksschüler und Schülerinnen oder Unterstufenklassen interessant. Hinweise: Weglänge gesamt: 4,6 km Höhendifferenz: ca. 200 hm Zeitdauer: 1,5 - 2h Information im Web: http://www.kufstein.com/UserFiles/FerienlandKufstein/Dokumente/aktiv/wandern/erlebnis_bergbau.pdf 40 / 47 Tischofer Höhle und Festungsmuseum Kufstein Die Tischofer Höhle ist frei zugänglich. Die Bedeutung als wichtige urzeitliche Fundstätte sieht der Besucher der Höhle heute allerdings nicht direkt an. Die Wanderung lässt sich aber mit einem Besuch des Festungs- und Heimatmuseum in Kufstein kombinieren. Dort sind die Funde der Tischofer Höhle unter anderem als originalgetreue Nachbildungen der Höhlenbären-Skelette präsentiert. Die originalen Knochenfunde bewahrt das Zeughaus in Innsbruck auf. Das Festungsmuseum bietet auch ein Kinderprogramm und Schulführungen an. Die Tischofer Höhle liegt im Kaisertal 100 Höhenmeter oberhalb von Kufstein. Sie ist nach einer ca. 30-45 Minuten dauernden Wanderung vom Parkplatz Kaisertal aus erreichbar. Zunächst nimmt man die Stufen des Kaiseraufstiegs und folgt dann noch einige Gehminuten dem anschließenden breiten Wanderweg bis man zu einer beschilderten Abzweigung gelangt. Hier biegt ein engerer, etwas steiler, aber gut gesicherter Pfad nach rechts unten ab. Bald gelangt man zur nur drei Meter tiefen Hyänenhöhle, die aufgrund eines entsprechenden Knochenfundes so benannt wurde. Gleich darauf kommt man zum Eingang der ungleich größeren Tischofer Höhle. Sie ist 40 m lang und aufgrund des großen Eingangs gut erleuchtet. Eine Taschenlampe ist nicht unbedingt notwendig, aber erlaubt den hinteren Bereich der Höhle mit Sinterbildung an der Decke genauer zu erkunden. Der Rückweg erfolgt entweder auf gleichem Wege oder aber als Rundweg über die Theaterhütte auf der gegenüberliegenden Talseite. Dazu steigt man zum Kaiserbach hinab und überquert diesen auf einer nicht versicherten schmalen Brücke, Schwindelfreiheit ist erforderlich. Für Kinder im Volksschulalter empfiehlt sich daher Rück- wie Hinweg über den Kaiseraufstieg. Wanderung zur Tischofer Höhle: Zeitdauer Aufstieg: 30-45 min Zeitdauer Rundwanderung: ca. 1h 30 min Höhendifferenz: ca. 100 m Information im Web: http://www.unterwelten.com Kontakt Festung Kufstein: Oberer Stadtplatz 6 / III, 6330 Kufstein Tel.: 05372-66525 Website mit Online-Kontaktformular: http://www.festung.kufstein.at 41 / 47 Hundsalm Eis- und Tropfsteinhöhle Als besonders sehenswertes Exkursionsziel empfiehlt sich die Hundsalm Eis-und Tropfsteinhöhle bei Angerberg. Vom Ortsteil Embach wandert man in ca. zwei Stunden auf einer Schotterstraße zum Gasthof Buchacker. Beim anstehenden Gestein, in das auch die Höhle eingebettet ist, handelt es sich um Wettersteinkalk. Nördlich des Gasthofs Buchacker durchquert man eine nach Osten hin bis zur Hundsalm ziehende Insel aus Hauptdolomit. In 30 Minuten gelangt man auf einem flachen Fußweg vom Gasthof Buchacker zur Eishöhle. Auf diesem Wegabschnitt sieht man sehr schöne Verwitterungsformen, wie z. B. runde Karstrillen im Wettersteinkalk. In der Höhle auf rund 1500 m Seehöhe erwartet die Besucherinnen und Besucher eine Besonderheit. Tropfsteine, die nur bei Plusgraden aus kalkreichem Wasser ausgefällt werden können, kommen in der Höhle zusammen mit Eis vor. Die Erklärung liegt im unterschiedlichen Enstehungsalter. Während die meisten Tropfsteine während wärmerer Klimaperioden wuchsen, ist heute nur mehr die Eisbildung aktiv. Durch einen Schacht sinkt im Winter sehr kalte Luft in den nach unten hin geschlossenen Hohlraum und sorgt so für eine starke Unterkühlung der Höhle. Dieser „Kältespeicher“ reicht aus, um Wassereis, das sich durch Gefrieren von Sickerwasser bildet, sowie durch den Schacht einfallenden Schnee zum Teil zumindest im Sommer und Herbst vor dem Abschmelzen zu bewahren. Der Klimawandel macht sich in der Höhle kaum bemerkbar. Heiße Sommer wie der von 2013 bewirken keine direkte Erwärmung der Höhle, denn die warme Außenluft ist nicht im Stande die schwere, ca. 0°C kalte Höhlenluft zu verdrängen. Wanderung zur Hundsalm Eis- und Tropfsteinhöhle: Ausgangspunkt: Parkplatz Radinger Schottergrube, Embach 128, 6320 Angerberg (mit PKW oder Bus von Wörgl aus erreichbar) Zeitdauer Aufstieg: ca. 2,5 h über Gasthof Buchacker (bei der Höhle keine Bewirtung) Höhendifferenz: ca. 900 m Öffnungszeiten: von 10.00 – 16.00 ab Mitte Mai bis Ende September an Wochenenden und Feiertagen, im Juli und August täglich. Am imposantesten wirkt das Eis im Frühjahr. Für Gruppen ab sechs Personen telefonische Anmeldung bei Betriebsleiter Helmut Feldkircher zwecks Sonderführungen für Schulklassen: Tel. 0664 25 36 138 Führungsdauer: ca. 30 min Information im Web: http://www.unterwelten.com 42 / 47 Tiroler Bergbau- und Hüttenmuseum Brixlegg Von Juni bis Oktober öffnet das Bergbau- und Hüttenmuseum in Brixlegg seine Pforten für Besucherinnen und Besucher. Für Schulklassen sind Führungen auf Anfrage das ganze Jahr über möglich. Im Museum erfährt man Wissenswertes über die Geologie Tirols und der Unterinntaler Bergbauregion im Speziellen. Neben vielen Geräten aus dem Bergbau und Hüttenwesen, sind eine umfangreiche Mineraliensammlung sowie einige Fossilien zu bestaunen. Archäologische Fundstücke bereiten die Frühgeschichte von Brixlegg von der Steinzeit bis zur Römerzeit auf. Kontakt: Tiroler Bergbau- und Hüttenmuseum Römerstraße 30, 6230 Brixlegg Obmann Dr. Wolfgang Rebitsch E-Mail: [email protected] oder [email protected] Website mit Online-Kontaktformular: www.bergbaumuseum-brixlegg.com Bergbauhalden Reither Kogl Eine Gelegenheit für Schülerinnen und Schüler selbst interessante Minerale zu sammeln, bietet das alte Bergbaurevier Kogl. Der Berg ist geradezu durchlöchert von alten Stollen, die jedoch vielfach einsturzgefährdet sind und daher keinesfalls auf eigene Faust betreten werden sollten. Die dazugehörigen Halden bieten hingegen eine sichere und einfache Möglichkeit, nach Steinen mit Erzmineralen zu suchen. Allerdings sind die leicht zugänglichen Halden schon gut durchsucht und es erfordert ein wenig Geduld, um gute Stücke zu finden. Zur Planung einer Exkursion empfiehlt sich das Buch „Mineralienpracht im alten Bergbaugebiet von Schwaz und Brixlegg in Tirol“ von Martin Hepp und Walter Hajek (Berenkamp Verlag). Es beschreibt zahlreiche Fundstellen und hilft ortsunkundigen Leserinnen und Lesern vor allem durch Wegbeschreibungen. 43 / 47 Literaturverzeichnis Ampferer, O. (1933): Geologischer Führer für das Kaisergebirge. Geologische Bundesanstalt, Wien. Golebiowski, R. (1990): The Alpine Kössen Formation, a key for European topmost Triassic correlations. A sequence- and ecostratigraphic contribution to the Norian-Rhaetian discussion. - Albertiana, 8, 25-35. Gstrein, P. 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