Research Collection Doctoral Thesis Zur Quartärgeschichte des Seeztals (Kt. St. Gallen, Schweiz) Author(s): Müller, Benjamin Urs Publication Date: 1993 Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000899299 Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For more information please consult the Terms of use. ETH Library D!ss.ETH CX.fl DissETH Nr. 10184 ZUR QUARTAERGESCHICHTE DES SEEZTALS (KT. ST.GALLEN, SCHWEIZ) ABHANDLUNG zur Erlangung des Titels eines DOKTORS DER NATURWISSENSCHAFTEN der EIDGENOESSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZUERICH vorgelegt von Benjamin Urs Müller dipl. Geologe, Universität Zürich geboren am 22. April 1963 von Winterthur/ZH Angenommen auf Antrag von: Prof. Dr. Conrad M. Schindler, Referent Prof. Dr. Christian Schlüchter, Universität Bern, Korreferent Prof. Dr. James Rose, Royal Holloway, University of London, Korreferent 1993 238 E. Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse Die in der Seeztal- /Walenseerinne gefundenen und im Rahmen dieser Arbeit beschriebenen quartären Lockergesteine decken einen Zeitraum vom oberen (?) Altpleistozän bis heute ab. Die Höhlenseesedimente des Ofenlochs oberhalb Quinten 1. Das mit paläomagnetischer Datierung der Ofenlochsedimente nachgewiesene altpleistozäne Karstsystem nördlich des Walensees mit einer Vorflut auf einer Höhe von 650 m ü.M. weist auf eine "Funktionstüchtigkeit" der Seeztal- /Walenseerinne als lokale Vorflut zu dieser Zeit hin. Das damit nachgewiesene grosse Alter dieses Talwegs hat eine grosse Bedeutung für das geologische Geschehen im Vorland während des Quartärs (Deckenschotter). 2. In den Höhlenseesedimenten des Ofenlochs oberhalb Quinten sind die subrezente Dolomitisierung von Kalzit, die authigene BUdung von Pyrit und weiteren, teils ferrirnagnetischen Sulfiden sowie die Ausscheidung von Kieselsäurekrusten nachgewiesen worden. Zur Entstehung des Felsreliefs des Seeztals 3. Eine neue Felsisohypsenkarte des Seeztals ist die Grundlage für die acht geologischen Profilschnitte durch das Seeztal. Die in den sieben Querprofilen und einem Längsprofil dargesteUte Konfiguration des Felsuntergrundes ergibt neue Anhaltspunkte für die Entstehung der Seeztslrinne. Zwischen Mels-Sargans und Flums folgt die tiefste Rinne des Seeztaltroges der Ausbissünie der helvetischen Trias (u.a. Dolomitrauhwacke) zwischen Mürtschen- und Axendecke. Im Flumserbecken schwenkt die Achse der grössten Eintiefung in den dort anstehenden Dogger der abgetauchten "Molserbergwaldfalte", bzw. der "Raischiben-Zone" um. Die Aufweitung des Talquerschnitts im Bereich des Flumserbeckens dürfte durch die Fortsetzung der von "Tobelbach-Chalchtaren" her unter die Talfüllung abtauchenden helvetischen Trias der Zone von "Seebenalp" bedingt sein. Hydrogeologische Daten aus dem ganzen Talabschnitt zwischen Mels und Flums unterstützen diese Befunde. 4. Die Felskulmination zwischen Alpenrheintal und Seeztal bei Mels-Sargans erreicht eine Höhe von nur ca. 350 m ü.M. und verläuft ca. einen Kilometer nordwestlicher als bisher angenommen. 5. Die Anlage des Seeztals folgt nicht in erster Linie tektonischen Lineamenten, sondern wird primär durch die unterschiedliche Erosionsresistenz der anstehenden Gesteine gesteuert Die Gestalt und der 239 Tiefgang des Felsreliefs weisen auf eine dominante RoUe der direkten und indirekten Glazialerosion bei der Bildung des übertieften Seeztaltroges hin. Die Lockergesteinsfüllung der SeeztaWWalenseerinne 6. Mit Ausnahme der Glazilimnischen Serien des Sarganserbeckens, die zu Anfang des Spätglazials bei Mels ins östlichste Seeztal geschüttet worden sind (während der kurzfristigen Umleitung der Seez über "St. Martin" - "Schüngs" - "Plöns"), konnten in der TalfüUung des Seeztals keine Sedimente des Alpenrheins gefunden werden. Der bereits um 12000 y BP mindestens 30 m über den Seespiegel (420 m ü.M.) herausragende Seezschuttfächer verhinderte ein Abfliessen des Rheins durch das Seeztal. Im zentralen Seeztal steUen die Glazilimnischen Serien das unterste SchichtgUed der TalfüUung dar. Darüber folgen feinkörnige, nachglaziale Seebeckensedimente von grosser Mächtigkeit, die sich in den proximalen Bereichen mit den Deltas der Seez und ihrer Nebenbäche verfingem. Oberhalb Kote 420 wurde die Auflandungssequenz der Seez und ihrer Nebenbäche als Uebergangsserie definiert 7. Während und unmittelbar nach dem kollapsartigen Eisrückzug zwischen 15000 und 14000 y BP wurden die tief (> 200 m bei Mels) ausgeräumten Talquerschnitte innert ca. 2000 Jahren praktisch vollständig wiederverfüllt Der kurzfristig zusammenhängende "Zürich- /Walen- /Rheintal- /Bodensee" dürfte bereits im mittleren Spätglazial durch die Schuttfächer von Linth, Seez und JU in verschiedene Seebecken mit unterschiedlicher Spiegelhöhe unterteilt worden sein. In Bezug auf die schneUe WiederverfüUung glazial ausgeräumter Talabschnitte Uegen ähnliche Befunde aus den Ost- und Westalpen vor. 8. Die im Seeztal erbohrten Sedimentserien lassen den Schluss zu, dass grosse Teile der prähochwürmzeitlichen TalfüUung während des letzten Eisvorstosses ausgeräumt worden sind. Dieser Mechanismus wird auch für die beiden vorhergehenden Vereisungszyklen im Seeztal postuliert Nur gerade im morphologischen "Schatten" des "Castels" westlich Mels blieben grössere TeUe einer präletzteiszeitlichen TalfüUung vor der (Glazial)Erosion verschont Ob in den tiefsten Trögen des Sarganserbeckens und des Walenseebeckens glazial vorbelastete Sedimentserien erhalten geblieben sind, kann aufgrund der uns zur Verfügung stehenden Bohrungen nicht entschieden werden. 9. Die lithologische Beschreibung der wichtigsten Lockergesteinsprofile an den Talflanken erlaubt Aussagen über Vorstoss und Rückzug des hochwürmzeitlichen Rheingletschers in der Region. Die im Seeztal aus der Literatur bekannten spätglazialen Stände des Rheingletschers wie "Weesen", 240 "Ragnatsch" und "Sargans" können, falls sie überhaupt nachweisbar sind, aufgrund der vorliegenden Sedimentserien sehr kurzfristige Bildungen darstellen, die an einen stagnierenden Eiskörper geschüttet worden sind. 10. Der Fund eines interglazialen Paläobodens in einem Schuttfächer bei Brüsis auf einer Höhe von 460 - 490 m ü.M. wirft Fragen in Bezug auf die Datierung des Profils Tiefenwinkel bei Murg auf (SCHINDLER et al., 1985). Dies gilt insbesondere für die Einstufung des "früheemzeitlichen" Seebodenlehms, der einen Seespiegel von 500 m ü.M. markiert. Da eine gleichzeitige BUdung dieser beiden Profile nicht möglich ist mussten die Ablagerungen eines früheren Walensees um ein Interglazial zurückgestuft werden, was aufgrund regionaler Profilvergleiche möglich ist 11. Die Seebodenlehme von Tiefenwinkel, die bekannten Vorkommen vom Walenberg und aus der Linthebene, sowie ein neues Vorkommen bei Mels (510 m ü.M.) könnten folglich, wie dies JEANNET (1923) bereits vermutet hat alle in ein und demselben See gebildet worden sein. Nach den Befunden von WELTEN (1982, 1988) für die Linthebene müsste dieser See ein frühholsteinzeitliches Alter (Holstein von Meikirch, sensu WELTEN) gehabt haben, was mit den neuen Befunden aus dem Seeztal übereinstimmen würde. 12. Die heute unterschiedliche Höhenlage der Obergrenze dieser Seebodenablagerangen korreUert mit den relativen, rezent gemessenen differentiellen Krustenhebungen, die bei Sargans knapp dreimal so gross sind, wie in der westlichen Linthebene. Der offensichtlich schon im Mittel- und Jungpleistozän bestehende allgemeine Hebungstrend in dieser Region zeigt sich an den ebenfalls höher als die aktuelle Talsohle hegenden alten Bachschuttkegelrelikten von "Mels-Gabreiten" und "Plons-Halden". 13. Sollte diese Hebungstendenz zeitlich rückwärts bis ins Altpleistozän extrapoliert werden dürfen, so ergeben sich weitreichende Konsequenzen für die übertieften Talquerschnitte der ganzen Region, die bei ihrer Bildung zur Zeit der grössten Vereisung möglicherweise noch bedeutend tiefer gewesen sein müssen. Ueber die Ursachen dieser alten, im Vergleich zu den letzten drei Vereisungen deutlich tiefer reichenden Glazialerosion kann nur spekuliert werden. 241 English Summary The quarternary history of Seezvalley (Kt. St. Gallen, Eastern Switzerland) The Quartemary Sediments found in the Seez- / Walensee-valley and discussed in this thesis cover an interval from the upper Older Pleistocene to the present The cave Sediments of Ofenloch above Quinten 1. An Older Pleistocene karstic System with a main drainage Channel at 130 m above the present vaUey floor following is indicated by paleomagnetic evidence from cave Sediments. These demonstrate that the Seez- / Walensee-valley was in existence at least 780*000 years ago. 2. Subrecent dolomitisation of calcite and authigenic growth of pyrite and other partially ferrimagnetic Sulfides has been proven for the cave-lake Sediments of Ofenloch. Furthermore, there are hints for precipitation of siUcic seid crusts in the same Sediment series. The rockhead morphology of Seez valley 3. The Bedrock morphology of the Seez valley is essential for the construetion of the eight geological cross-sections. The clue for the formation of Seez valley is given by the tectonical strueture of the Helvetic nappes presented in seven further profiles. From Mels-Sargans to Rums the deepest part of bedrock valley follows the line of outcrop of dolomitic greywacke of the Helvetic Trias which is located between Mürtschen- and Axen nappe. At Flums the valley axis turns into the Jurassic slate of the submerging "Molserbergwaldfalte" and "Raischiben Zone". 4. The rockhead