Die Gesteine der Piora-Zone (Gotthard-Basistunnel)

Zusammenfassung Während Rauhwacken, zuckerkörniger und kalkiger Dolomit den Hauptanteil des Gesteinsspektrums an der Erdoberfläche stellen, wird auf Niveau des zukünftigen Basistunnels im Wesentlichen eine Gesteinsassoziation bestehend aus Anhydrit und Dolomit angetroffen. Diese Diskrepanz resultiert aus einer komplexen Abfolge der gesteinsbildenden Prozesse: Sedimentation, alpine Deformationen und schliesslich LösungsVAusfällungsprozesse. Die Sedimentation unter seichtmarinen Bedingungen führte zu einer Wechsellagerung von Dolomiten und Evaporiten (Gips/Anhydrit). Zu Beginn der mehrphasigen alpinen Deformation dienten die Gesteine als Abscherhorizont, was durch intensive Zerscherung zur komplexen Internstruktur der Piora-Zone führte. In einer späteren Phase von Spröddeformation führte Lösung von Dolomit und Anhydrit zur Mobilisation und einer erneuten Ausfällung von Anhydrit in di-latativen Bereichen. Dieser Zustand widerspiegelt sich heute in der Gesteinsvergessellschaftung auf Tunnelniveau. Zirkulation meteorischer Wässer entlang tektonischer Störzonen verursachte eine progressive Umwandlung von Anhydrit zu Gips, Lösung von Gips und Kohäsionsverlust der Gesteine. Daraus resultierten die kohäsionslosen Dolomite und Rauhwacken wie sie heute an der Erdoberfläche angetroffen werden. The sedimentary rocks encountered in the Piora Zone were deposited as a sequence of dolostones and evaporites (anhydrite/gypsum). The extremely low shear resistance of the anhydrite aided in thrusting the crystalline basement block Lucomagno over the Gotthard block in the course of Alpine nappe formations. Subsequent heating to over 500°C caused the dolomite to recrystallize and develop a polygonal texture which tends to lower the shear resistance under brittle conditions. Circulation of meteoric water transformed anhydrite into gypsum and dissolved the latter, diminishing cohesion of the rocks and eventually resulting in the car-gneules and dolomites encountered at the surface. Resume Lors de la sédimentation les roches de la zone de Piora se composaient d’une alternance de dolomies et évaporites (anhydrite/gypse). La faible résistence et de l’anhydrite a facilité le charriage du socle cristallin de Lucomagno par dessus le massif du Gothard au cours de la formation des nappes alpines. Des températures excédant 500°C ont ensuite permis une recristallisation de la dolomie qui a donné naissance aux microstructures polygonales qui à leur tour réduisent la résistence en régime cassant. La circulation des eaux météoriques a transformé l’anhydrite en gypse et ensuite dissous le gypse, ce qui mena à la formation des cornieules observées à la surface.