Kategorie: Geologie

Geologie der Dolomiten: Brixner Quarzphyllit

„Es ist meine heutige Aufgabe, Ihnen ein Bild vom geologischen Aufbau der Alpen zu entwerfen.“

Otto Ampferer (1924): Über die Tektonik der Alpen.

Südlich der Pustertaler Störungszone liegen die Südalpen mit den weltbekannten Dolomiten, die auch geologisch betrachet so einzigartig sind, dass sie als Südalpin von anderen tektonischen Einheiten in den Alpen abgetrennt werden. Das Südalpin zeigt gegenüber den West- und Ostalpen eine besondere Eigenständigkeit, vor allem im tektonischen Bau und der fehlenden post-variszischen Metamorphose, in zweiter Linie in teilweiser abweichender Sedimentation aufgrund der Lage im ehemaligen Tethysmeer.

Das kristalline Grundgebirge des Südalpins erstreckt sich südlich der Pustertaler Störungszone und bildet die Unterlage auf denen sich die Dolomiten erheben. Es handelt sich um eine Abfolge von grauen bis grünlichen Quarzphyllite, Serizitphyllite, Graphitphyllite, Quarzite und Paragneise, die nach der ehemaligen Bischofsstadt Brixen als Brixner Quarzphyllit zusammengefasst werden. Es handelt sich um geringgradig metamorph überprägte Sandsteine und Tonsteine, welche im Kambrium bis Ordovizium (541-443 Millionen Jahre) sedimentierten und in denen Intrusionen von Magmatiten erfolgten.

Metamorphes Basement: Die vereinfachte geologische Karte der Dolomitenregion zeigt die Verteilung der metamorphen Gesteine des Untergrundes (kristalliner Untergrund entspricht Brixner Quarzphyllit), die intrudierten Plutone und die Ablagerungen des Quarzporphyrs.

Die Quarzphyllite sind durch die variszische Orogenese (350-300 Millionen Jahre) überprägt worden, wobei der Metamorphosegrad von südost nach nordwest leicht zunimmt. Bei Toblach besteht der Quarzphyllit aus Quartz, Chlorit, Muskovit und Feldspat und bildete sich bei Temperaturen um die 350 bis 400°C und einem Druck von 0,4GPa. Bei Brixen enthält der Quarzphyllit Quartz, Biotit, Chlorit, Muskovit, Feldspat und Granat, Hinweise auf Bildungstemperaturen von 450 bis 550°C und einen Druck von 0,5 bis 0,65GPa.

Metamorphe Gesteine (Phyllite) mit Adern und Linsen aus Quarz kommen im Pustertal vor, westlich von Bruneck, und sie sind ein Teil des Untergrundes der Dolomiten.

Der Kontakt des Brixner Quarzphyllit zu umliegenden Gesteinseinheiten ist entweder tektonischer Natur (Pustertaler Störungszone ) oder eine Erosionsdiskordanz im Dolomitengebiet. Der Untergrund der Dolomiten und der Alpen im allgemeinen war also ein Gebirge karbonischen Alters, das nach und nach durch Erosion eingeebnet wurde und durch spätere, nicht metamorphe Sedimente bedeckt wurde.

Die metamorphen Gesteine des Grundgebirge verwittern grusig bis erdig, und sie formen sanfte Hügel mit Wiesen und Wälder. Hausberge wie die Plose nahe Brixen und der Kronplatz südlich Bruneck sind aus Quarzphylliten aufgebaut.

Relativ sanfte Gipfelmorphologie im Bereich des Brixner Quarzphyllits, der 2275 Meter hohe Kronplatz. Der Name leitet sich vom romanischen „curuna“ – „kranzförmige Felsterrasse“ ab.

Im Brixner Quarzphyllit gibt es nur eine geringfügige Vererzung (bei Aufkirchen nahe Toblach und bei Welsberg), die durch eine leicht bräunliche Verfärbung des Gesteins äußerlich auffällt, von Eisen, Kupfer, Blei, Pyrit und Eisenhydroxide. Die Vorkommen waren wirtschaftlich völlig unbedeutend. Bei St. Lorenzen nahe Bruneck gibt es einen aufgelassenen Probeschurf um denen sich auch einige Sagen ranken:

„In der Gegend von St. Lorenzen befindet sich ein Knappenloch. Einige Hirtenjungen weideten dort in der Nähe ihr Vieh. Weil sie davon hörten, dass im Loch bunte Steinchen wären, schlichen sie eines Tages hinein und suchten nach ihnen. Sie fanden auch wirklich eine Menge und steckten sich die Hosentaschen voll. Da kam auf einmal aus dem Loch ein winziges Männlein. Es redete die Kinder freundlich an und sagte :“Werft eure Steine weg und nehmt diese mit; ihr werdet es sicher nicht bereuen!“ Dabei schüttete es ihnen aus einem ledernen Säckchen viele graue Steine heraus. Sie waren nicht schöner, als die Steine im Bachbett draußen. Die Buben warfen ihre schönen grünen und roten Steine ungern weg, aber sie trauten sich nicht, dem Männlein zu widersprechen. So füllten sie ihre Taschen willig mit den grauen Steinen voll. Als sie aber zuhause die Steine herausnahmen, waren es lauter Goldklumpen.“

„In St. Lorenzen lebten einst ein paar raue Burschen. Sie rauchten, tranken und vertaten ihr Geld beim Kartenspiel im Wirtshaus. Zur heiligen Messe gingen sie nicht. Der Pfarrer hörte davon und sagte es dem Richter. Dieser verbot ihnen den Gasthausbesuch und das Kartenspiel während der sonntäglichen Messfeier. Doch die Burschen hörten nicht darauf. Mit einer Stalllaterne schlichen sie am darauffolgenden Sonntag ins Knappenloch in der Nähe des Ortes, um dort Karten zu spielen. Sie hatten aber kein Glück und verloren sooft sie auf ein Neues spielten. Daher begannen sie fürchterlich zu schimpfen und zu fluchen. Auf einmal tat es einen gewaltigen Krach, die Höhle stützte ein und begrub die Spieler unter Stein und Geröll. Seither ist nur mehr ein kleines Teil des Knappenloches zugänglich.“

Man erzählt sich auch, dass die kurzen Stollen weitläufiger sind als sie tatsächlich erscheinen. So sollen die Stollen bei St. Lorenzen durch den ganzen Bergrücken reichen und einst, bevor die Stollen verfielen, sah man sogar die Sonne von der anderen Seite des Berges hereinscheinen.

Knappenlöcher bei St. Lorenzen, Mai 2018.

Literatur

Conrad Gessner: Von der Alpengams zur Alpengeologie

„Welches Vergnügen, welche Wonne gewährt es doch dem Geiste, die ungeheuren Bergmassen zu bewundern und das Haupt bis in den Wolken zu erheben! … Welches Vergnügen kann wohl in dieser Welt so hoch, so wertvoll, so vollkommen sein wie das Bergsteigen?“

Conrad Gessner in einem Brief von 1541.

Waren in der Antike und im Mittelalter die Alpen noch als schrecklicher, weil schwer zu bewirtschaftender und zu bereisender, Ort betrachtet, ändert sich dies im 16. Jahrhundert langsam. Naturforscher beginnen die Berge zu besteigen und zu erforschen, nicht nur um Pflanzen und Mineralien zu sammeln, sondern auch aus Freude an der Aufgabe. Im August 1555 erklomm der Arzt und Naturforscher Conrad Gessner als einer der Ersten den 2.128 Meter hohen Berg Pilautus bei Luzern und veröffentlichte eine genaue Beschreibung seiner Bergbesteigung.

Gessner wurde am 26. März 1516 als Sohn eines einfachen Kürschner in Zürich geboren. Er hatte ein natürliches Talent für Sprachen und mit finanzieller Unterstützung eines Großonkel und seiner Lehrer studierte er Medizin in Basel. Er machte rasch Karriere und ab 1554 wirkte er als Oberstadtarzt in Basel. Er liebte das Sammeln von Kuriositäten wie exotische Tiere, getrocknete Pflanzen, Edelstein, Mineralien und Fossilien. Pflanzen und Mineralien spielten außerdem in der damaligen Medizin eine wichtige Rolle als Materia medica, als natürlich vorkommende Heilmittel.

Er veröffentlichte „Historia animalium“ (1551-1558) und „De omni rerum fossilium genere,…()“ (1565), das erste gedruckte und bebilderte Buch über Fossilien. Sein „Historia plantarum“ blieb leider unveröffentlicht, da er kaum 50-jährig an der Pest erkrankte und verstarb.

„Historia animalium“ wurde später als „Allgemeines Thierbuch“ ins Deutsche übersetzt. Es sollte eine Art Nachschlagewerk über alle bekannten Tiere werden. Jede Tierart wird in einer Abbildung mit begleitenden Text vorgestellt, wobei die Abbildungen und Beschreibungen teilweise von älteren Autoren übernommen wurden. Im Gesners Buch findet man auch die älteste gedruckte Abbildung einer Alpengams (Rupicapra rupicapra) neben anderen typischen Tieren der Alpen.

„Allgemeines Thierbuch“ (1669).
Alpengams (Rupicapra rupicapra).

In seinem Werk „De omni rerum fossilium“ stellt er neben Fossilien, Geoden, Kristalle und Steinartefakte auch Gesteine dar, wobei es trotz der hohen Qualität der Abbildungen auch zu einigen Fehlern kommt. In der Darstellung durch den Künstler Johannes Kentmann der Basaltsäulen des Burgberges von Stolpen (Lausitz-Sachsen) werden diese als große Kristalle, mit Prismenspitze, gezeigt.

Dieser Aufschluss wurde bereits um 1520 erwähnt, als Carolus von Miltitz ein Handstück des Basalts nebst einen Begleitbrief an Friedrich den Weisen sandte. Im Jahre 1546 nutzt Georgus Agricola in seinem „De Natura Fossilium“ den Namen „Basalt“ zum ersten mal für diesen Aufschluss und ersetzt damit den älteren Begriff – eingeführt vom römischen Naturgelehrten Plinius – „Basanit.“

Auch in den Alpen können Basaltsäulen gefunden werden, zum Beispiel in den Dolomiten. Es handelt sich um 228-237 Millionen Jahre alte Basalt-Intrusionen in das ehemalige Meeresbecken des Schlern-Riffs.

Basaltsäulen am Schlern.

Die Entdeckung der Dolomiten

„Jedes Jahr eilte ich zu einer Bergkette, stieg auf ihre Gipfel, um jene tiefen Eindrücke zu empfinden, die aus der Betrachtung des weiten Horizonts entstehen. Da oben dachte ich nach über die Entstehung der Erdkugel, die Umwälzungen, die sie erfahren hat, die Vorgänge, die ihre Formen verändert und den heutigen Zustand bewirkt haben…Wie ich so nach und nach höher stieg und meinen Gedanken immer weiteren Raum gab, verstärkte sich auch mein Weltbild: Mein Horizont stieß auf immer weniger Grenzen.“

Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede de Gvalet de Dolomieu

Diedonnè-Silvain-Guy-Tancrede wurde am 23. Juni 1750 in der Pfarrei von Dolomieu (Provinz von Dauphinè, Frankreich) geboren. Er war Sohn einer noblen, wenn auch verarmten, Familie. Er erhielt daher, ungewöhnlich für seine Zeit und seinen Stand, keinen privaten Unterricht, sondern brachte sich das Lesen selbst bei und erforschte selbstständig die Natur in seiner näheren Umgebung. Mit erst 12 Jahren trat in den Militärdienst ein. Bei einem Duell tötete er seinen Gegner und nur politische Beziehungen retteten ihn vor lebenslanger Haft. Nach einem Jahr im Gefängnis wurde er entlassen. Es wurde ihm aber nahegelegt, er solle doch sein Glück anderswo versuchen, um weiteren Problemen aus dem Weg zu gehen. Im Jahre 1771 kam er nach Paris, wo er zum ersten Mal mit gleichgesinnten Intellektuellen zusammentraf. Dort lernte er auch den Naturkundler und Mineralogen Horace-Benedict de Saussure kennen. Im Zuge seiner militärischen Verpflichtungen und auch aus Interesse besuchte er mehrmals Spanien, Italien und Malta. Dolomieu war auch sonst ein unruhiger Geist und unterstützte liberale politische Ansichten, was ihm einige Feinde einbrachte. Einer seiner frühen Unterstützer, der Mineraloge Alexandre Duc de La Rochefoucauls, wurde vor seinen Augen umgebracht. Er unterstützte zunächst die Französische Revolution, aber nach dem Verlust seines Erbes und knapp der Guillotine entkommen, wendete er sich gegen das Terrorregime. In 1796 wurde er von der neuen, revolutionären Regierung unter Napoleon Bonaparte zum Mineningenieur, Professor und Mitglied des Institut National in Paris befördert und lehrte an der bergmännischen Schule in Paris. Später nahm er mit Napoleon am Feldzug nach Ägypten teil und erforschte den Nil. Bei der Rückreise, nach den gescheiterten Feldzug, wurde er im Königreich Sizilien gefangen genommen und als Kriegsgefangener verurteilt.
Seine früheren politischen Streitereien holten ihn nun ein. Auf Druck der Erzherzogin Maria Karolina von Österreich wurde er in Messina eingekerkert. Aus dem Ruß der Kerzen, die seinen dunklen Kerker erleuchteten, fertigte er Tinte an und verfasste am Rand der wenigen Bücher, die er in das Gefängnis geschmuggelt hatte seine „Mineralogische Philosophie.“ Angeblich nutzte Alexandre Dumas de Dolomieus Gefangenschaft als Inspiration für die Figur eines verschrobenen, aber genialen, Aristokraten in seinem Roman „Der Graf von Montechristo“, der den titelgebenden gefangenen “Graf” unterrichtet.
Durch den Sieg bei Marengo (Italien) konnte Napoleon die Herausgabe des Gefangenen nach drei Jahren Kerkerhaft erzwingen. Dolomieus Rückkehr nach Paris wurde gebührend gefeiert und zunächst nahm er auch seine Lehrtätigkeit wieder auf, zog sich aber bald darauf nach Châteauneuf in das Massif Central zurück, wo eine seiner Schwestern lebte. Seine geologische Sammlung lag noch in Malta, wobei die dortigen Behörden die Sammlung Italien vermachen wollten, während Dolomieu eher an Frankreich oder Schweiz, ja sogar den jungen Vereinigten Staaten, dachte. Heute kann seine umfangreiche mineralogische Sammlung in Paris bewundert werden. Am 26. November 1801 stirbt Dolomieu, gerade mal 51 Jahre alt, an den gesundheitlichen Nachwirkungen seiner langen Kerkerhaft.

Die Entdeckung des Dolomits

Im Herbst 1787 reist Dolomieu von Rom aus nach Oberitalien und besucht dabei auch das Etschtal. Von dort aus erreicht er mit seinem Gefährten Louis-Benjamin Fleuriau de Bellevue auf dem Weg über Cortina das Pustertal, den Brenner und schließlich Innsbruck. Auf dieser Route finden sie ein graues Gestein, dem Kalk ähnlich, das wesentlich am hiesigen Gebirgsbau beteiligt ist. Zwischen dem 10. zum 21. September sammelt Dolomieu auch Proben dieses Gesteins beim Eingang zum Pflerschtal (Tribulaungruppe der Stubaier Alpen), sowie aufgelagert auf den Porphyr zwischen Bozen und Trient. Später findet er ähnliches Gestein auch verbaut in einer römischen Ruine.

“Esquisse d´une carte geologique de la parte meridionale du Trentino” (1822) zeigt die Verteilung von Karbonatgesteinen in Tirol. Hellblau – Kalkgestein, dunkelblau – Dolomitgestein. Dolomieu sammelte die ersten Proben von Dolomit im Bereich des Brenners und entlang der Etsch, nicht in den heutigen Dolomiten, die damals noch weit abseits der üblichen Reiserouten lagen.

Das Gestein war verwitterungsresistenter als gewöhnlicher Kalk, zeigte kaum eine Reaktion mit Säure, und bildete, so Dolomieu, “die oberste Bedeckung in den Alpen aus.” Bei Bozen findet er auch Kristalle der neuen Mineralart, die er zunächst als „Perlen-Spat“ bezeichnet. Die kleinen, rhombenförmigen Kristalle weisen eine gekrümmte Kristallfläche auf und, wie das Gestein das sie bilden, lösen sie sich nur langsam in Säure auf.

Tatsächlich war das Gestein schon länger unter der Bezeichnung “Bitterspat“, “Murakalzit” und sogar “Marmor tardum” (Carl von Linné) bekannt, weil es mit Säure nur langsam aufschäumt. Im Jahre 1779 beschreibt der irische Chemiker Peter Woulfe das ungewöhnliche Mineral und unterscheidet es von Kalzit, erkennt aber letztendlich nicht seine Entdeckung. In einem gedruckten Brief mit dem Titel „Osservazioni chimiche sopra alcuni fossili“ vom 23. April 1779 an den deutschen Physiker Franz Carl Achard (1753-1821), beschreibt Giovanni Arduino ein Mineral aus den Dolomiten zwischen Recoaro, Agordo und Trient als „Magnesia alba … sia di proprieta particolare … distinta dalla calcaria.“ Horace-Benedict de Saussure beschreibt ein Jahr früher in seinem Werk „Oryctographia Carniolica“ die „Lapis suillus“, Kalkgestein das eine schwache Reaktion mit Säure zeigt. Er schickt auch einige Proben, die in der Gegend von Agordo gesammelt wurden, Dolomieu zu. Diese Gesteinsproben könnten auch der Grund dafür sein, dass Dolomieu in den Alpen geologische Untersuchungen anstellt.

Dolomit-Kristalle.

Im Juli 1791 veröffentlicht Dolomieu einen kurzen Bericht im Journal de Physique, „über eine Art von Kalkgestein, welches nur schwach mit Säure reagiert und Phosphoreszenz beim Anschlagen zeigt.“ Dieser Bericht weckt die Neugierde anderer Gelehrten, die Dolomieu um einige Proben des ungewöhnlichen Gesteins bitten. Im Oktober 1791 schickt er einige Gesteinstücke zum Schweizer Mineralogen Nicolas Theodore de Saussure (Sohn des bereits erwähnten Horace-Benedict de Saussure), mit der Bitte, diese chemisch zu analisieren. Die ersten Analysen durch de Saussure weisen zunächst hohe Werte von Silizium und Aluminium auf (zur damaligen Zeit, da Aluminium als Metall noch unbekannt war, als Tongehalt angegeben). Im März 1792 publizierte er seine Analysen im Journal de Physique unter den Titel “Analyse de la Dolomie”, wo er vorschlug, zu Ehren Dolomieus, das neue Mineral als Dolomit zu bezeichnen. Im Jahre 1794 führt Richard Kirwan die neue Art als eigenständiges Mineral ein. Um 1799 erkennt der Chemiker Smithson Tennant (1761-1815) einen früheren Fehler in der chemischen Formel und bestimmt Magnesium und Kalzium als Hauptkomponenten des Dolomit. Saussure wiederholte später seine Analysen und bestätigt die neue Formel. Der Name Dolomit für das nun als eigenständige Mineral anerkannte Gestein bleibt.

Die Dolomiten

„Sie schienen so wenig Teil der grünen Hänge zu sein, auf denen sie standen, dass sich in uns die Vorstellung entwickelte, es handelte sich um Eisberge aus Stein, die wieder davontreiben und das Land spurlos verlassen konnten.“

So schreiben in 1864 die beiden englischen Reiseschriftsteller Josiah Gilbert und George Cheetham Churchill in ihrem Buch “The Dolomite Mountains.”
Geologische Karte der Dolomiten und Gröden aus J.Gilbert und G.C.Churchill 1864.

Ab 1876 setzte sich dann der Name Dolomiten für die veraltete Bezeichnung der “Bleichen Berge” durch. Übrigens der einzige Fall, in dem das Mineral einer Gegend den Namen gab und nicht umgekehrt.

„So viele Dolomitenzinken ich in Venetien und Tirol gesehen habe: den Geislerspitzen kommt an Jähe und Zerissenheit nichts gleich von all dem, was da aufstarrt.“ Reiseschriftsteller Heinrich August Noë (1835-1896). Bei den hoch aufragenden Gebirgsstöcke umsäumt von sanften, Gras bewachsenen Böden dazwischen, handelt es sich um ehemalige, im flachen, tropischen Meerwasser entstandene Riffe bzw. Karbonatplattformen. Die Gras bewachsenen Gebiete spiegeln die ehemals mehrere hundert Meter tiefen Meeresbecken zwischen den Riffen wieder.

Literatur:

  • CAMINADA, P. (2006): Das abenteuerliche Leben des Forschungsreisenden Déodat de Dolomieu 1750-1801. Projekte Verlag, Halle: 285
  • ZENGER et al. (1994): Dolomieu and the first description of dolomite. Spec. Pubis Int. Ass. Sediment  21: 21-28