Die Entstehung der Oberflächengestalt des Schwarzwaldes

Seit Beginn der Tertiärzeit (vor ca. 70 Millionen Jahren) dauert das Absinken des Rheingrabens an. Gleichzeitig heben sich die Grabenschultern. So entstanden Schwarzwald, Odenwald und Vogesen. An den höchsten Punkten war die Erosion (= Abtragung) besonders stark, so dass die ursprünglich vorhandenen Deckgebirge aus dem Trias (Buntsandstein, Muschelkalk und Keuper; vor ca. 230 Millionen Jahren abgelagert) vollständig abgetragen worden sind. Im südlichen und mittleren Schwarzwald ist daher das Grundgebirge - Granite und Gneise - an der Oberfläche zu finden. Beim weniger angehobenen Nordschwarzwald ist vom ehemals bis zu 3000 m mächtigen Deckgebirge der Buntsandstein noch weitgehend erhalten. Die wechselvolle, hüglige Wald- und Bergwiesenlandschaft spiegelt die Vielfalt der Gesteine (hart, weich, ...) wider.  

Diese Prozesse, Aufwölbung auf der einen Seite sowie Erosion, dauern bis in die heutige Zeit an, so dass diese nicht statisch, sondern als Kreislauf betrachtet werden müssen. Das Landschaftsbild des Schwarzwalds ist durch Hebung und Erosion aus dem Gestein modelliert worden. Charakteristisch sind die tief eingeschnittenen Täler zum Rheintal hin und die weiten, flach abfallenden Hochflächen östlichen zur Donau hin. Dies ist in der unterschiedlichen Höhe der Erosionsbasis begründet: Durch das starke Gefälle zum Rhein (von ca. 800 - 1200m auf 130 - 200 m) haben sich die Seitenflüsse tief eingeschnitten und graben der hochgelegenen Donau (600 - 700 m) die Zuflüsse ab.

Letztendlich haben auch die Eiszeiten an der Oberflächengestaltung des Schwarzwaldes mitgewirkt: Es entstanden Gletscher, die die Oberfläche überformten, indem sie an den Talhängen Kare (trogförmige Becken) ausschliffen oder Gesteinsschutt ablagerten. Das Feldberggebiet war das bedeutendste Zentrum der Vergletscherung. Von hier aus wurden weit vorstoßende Talgletscher ernährt. Nach dem Abschmelzen des Eises bildeten sich in den in von den Gletschern ausgehobelten Vertiefungen und hinter Ablagerungen Seen. Beispiele hierfür sind Feldsee, Titisee oder Mummelsee.

Der Triberger Granit

Granit ist ein Tiefengestein; d.h. es entsteht durch Aufschmelzung in tieferen Erdkrustenbereichen - das Gegenteil zu einem Tiefengestein wäre beispielsweise Magma. Dieses stammt aus dem Erdkern und tritt durch Spalten als Lava an die Erdoberfläche.

Die Granitschmelze kristallisiert in kühleren Erdschichten aus. Dabei entsteht ein heterogenes Gemenge aus Quarz, Feldspat und Glimmer. Die auskristallisierenden Gebiete umfassen einen Bereich von bis einhundert Kilometer Durchmesser und werden als Plutone bezeichnet. Neben dem Triberger Granitpluton (benannt nach der im Zentrum dieses Pluton befindlichen Stadt Triberg) gibt es alleine im Schwarzwald zwischen 20 und 30 weiterer Granit-Typen.

 Der Triberger Granit zeigt verschiedene Erscheinungsformen:

In der Hauptsache finden wir eine homogene Verteilung der Bestandteile: Deutlich erkennbar Quarz (weißgrau), Feldspat (beige bis rotbraun) und Glimmer (schwarz, glänzend)

Mikroaufnahme des Granits

Die für den Hornberger Bereich bekannten Mineralien wie Beryll, Quarz, Zinnstein, Orthoklas, Turmalin finden sich in sogenannten Pegmatiten. Das sind Stellen im Granitpluton, in denen sich die drei Hauptbestandteile des Granite (Feldspat, Quarz und Glimmer) nicht fein vermischt haben, sondern sich in größeren Massen abgeschieden haben. Hier treten z. T. große eingewachsene Quarzkristalle und Orthoklas-Kristalle auf. Bei Vorhandensein von zinn- oder berylliumhaltigen Lösungen bilden sich hier dann Zinnstein Kassiterit oder Beryll.

Bei der Abkühlung der Granitschmelze entstehen durch Schrumpfungs- und Entspannungs-/ Entlastungsprozesse Risse im Pluton. Man bezeichnet diese "Störungszonen" als Klüfte - hier haben keine tektonischen Bewegungen (wie z.B. bei der Entstehung des Rheingrabens) stattgefunden; statt dessen finden sich Trennflächen - für die Tunnelbauer bedeutet dies, es sind Schwachstellen im Gebirge vorhanden.

Durch diese Risse können nun weitere gelöste Stoffe mit geringerer Dichte bis an den Kopf des Granitplutons gelangen. Zusammen mit der wässrigen Restphase können sich so genannte "Vererzungen" ausbilden - es entstehen Erzgänge, die in der Hauptsache aus Quarz, Baryt, Calcit oder Fluorit bestehen und Eisen-, Kupfer-, Silber- oder Uranerze führen können.

Spätere Aufschmelzungen der Plutone können auf Grund ihrer geringeren Dichte durch die entstandenen Risse nach oben drängen - hierbei entstehen eigene Gänge, die als Porphyr bezeichnet werden.

Mikroaufnahme des Porphyrs

Ingenieurgeologische Untersuchungen

Bevor mit dem Vortrieb des Tunnels begonnen werden konnte, mussten umfangreiche ingenieurgeologische Untersuchungen durchgeführt werden. Hier zeigte sich, dass der Tunnel in den mittel- und grobkörnigen Graniten des Triberger Plutons aufgefahren werden konnte. Dabei war der Granit  in der Regel nur gering verwittert. In den Tallagen (Bereich von Nord- und Südportal, Ziegelgrund, Offenbachtal) war das Granitgestein zum Teil mürb angewittert und von engstehenden Kluftscharen durchtrennt. An den Kluft- und Scherzonen wurde vereinzelt erhöhter Wasserandrang vorausgesagt. Oberflächennah stand  verwitterter Granitgrus sowie teilweise Hangschutt an. 

Zusammenfassend wurden über den größten Teil des Tunnels sehr günstige geologische Verhältnisse erwartet, was sich während des Vortriebs erfreulicherweise bewahrheitete.

Strahlungsmessung

Im Freien, umittelbar vor dem Tunnel-Nordportal, wurden 13 Impulse/30 sec gemessen. In der Tunnelröhre (versiegelte Laibung) erhöhte sich die Anzahl der Impulse deutlich. Die stärkste Strahlung konnte mit 55 Impulsen/30sec im Fluchtstollen Storenwald II, direkt vor der freiliegenden Ortsbrust, gemessen werden.

Diese festgestellte natürliche radioaktive Strahlung ist typisch für den Triberger Granit. Die Strahlung wird hervorgerufen durch Uranmineralien, die fein verteilt im Gestein vorkommen..