St.-Gallen-Formation

Representation and status

Index

m3

Color CMYK

(0%,7%,36%,14%)

Color RGB

R: 220 G: 205 B: 140

Rank

lithostratigraphic Formation

Validity

Unit is in Use

Status

valid formal name

Nomenclature

Deutsch

St.-Gallen-Formation

Français

Formation de Saint-Gall

Italiano

Formazione di San Gallo

English

St.Gallen Formation

Origin of the Name

St. Gallen (SG)

Historical Variants

St. Galler Schichten (Mayer 1853, Miller 1877), Sanktgallerschichten = Mittelmiozän (Kaufmann 1872), Sanct-Galler-Schichten = Molasse marine de St Gall = Helvétien littoral (Renevier 1897), Couches de St-Gall (Rollier 1911), Helvétien (Büchi 1957), St. Galler Meeresmolasse (Eugster et al. 1960), St. Galler Formation (Keller 1989, Bitterli et al. 2011), St. Gallen-Formation (Hantke 2006), St.-Gallen-Formation (Friebe et al. 2007, Schlüchter et al. 2019), St. Gallen Formation (Jost et al. 2016)

Nomenclatorial Remarks

Die Bezeichnung «St. Galler Schichten» für den oberen Teil der OMM der Ostschweiz wurde von Mayer 1853 vorgeschlagen, ihre genauere stratigraphische Abgrenzung gegen das Liegende und Hangende in der Gegend von St. Gallen stammt jedoch von Miller 1877. Kaufmann (1872: 317) braucht die Bezeichnung «Sanktgallerschichten» für seine «Rothseeschichten» der Luzerner Gegend, womit er auf deren vermutliche Altersgleichheit hinweist.

Description

Description

„Die Basis der St.-Gallen-Formation bildet häufig ein lokaler, grobkörniger, teilweise kiesiger Sandstein, gelegentlich auch ein Konglomerat, der Staffelbach-Grobsandstein (Fig.4). Die Sedimentabfolge im Hangenden bestehen aus zu­meist grauem bis beigem, weicherem und hartem, Glaukonit-führendem Sand­stein mit wenigen alpinen Geröllschnüren und oft massenhaft auftretenden, plattigen, grauen Schlammsteingeröllen. Zahlreiche graue, z.T. auch gelblich-braune Siltsteinlagen sind zwischengelagert. Selten schaltet sich auch dunkel­grauer, horizontal laminierter siltiger Feinsandstein ein. Im gröberen Sandstein befinden sich immer wieder umgelagerte, stark verwitterte inkohlte und pyriti­sierte Holzreste. Darüber folgt die gelegentlich fehlende, lokal aber auch sehr mächtige Quarzitnagelfluh, in deren unmittelbarem Liegenden vermehrt alpine Gerölle und plattige, gelbliche Schlammsteingerölle im Sandstein auf­treten. Im stratigraphisch höchsten Abschnitt der St.-Gallen-Formation (d.h. oberhalb der Quarzitnagelfluh, wo vorhanden) herrscht gelblich-brauner Sand­stein mit einzel­nen alpinen Geröllschnüren und Schlammsteingeröllen vor, der ausserdem oft grosse Mengen von Bryozoentrümmern (Moostierchen) enthält. Charakteristisch sind Knauerlagen im Sandstein. In dieser Sandsteinabfolge sind lokal limnische Sedimente eingelagert.“ [Graf et al. 2012 S.21]

„Nur in der äussersten nordwestlichsten Ecke des Atlasblattes tritt knapp noch die St. Gallen-Formation (Keller 1989) auf. Über grauen Mergeln stellt sich eine harte Gesteinsbank mit tektonisch deformierten Lamellibranchiern ein. Darüber folgen blaugrauer Sandstein, grauer sandiger Mergel, harter, grobkörniger Sandstein mit bunten Geröllchen (Grüne Granite und Quarzporphyre, Quarzite und Ophiolithe) und Trümmern von Austernschalen und zuoberst grauer Mergelsandstein, insgesamt 30 m (Profil in Kopp 1945: 7).“ [Hantke 2006 S.35]

Hauptbestandteile sind fossilreiche blaue Schiefermergel und Plattensandsteine, im Westen vermehrt Nagelfluhen und fluvioterrestrische Mergel und Kohlenflözchen.

Thickness

0 - 400 m (Habicht 1987); ca. 150 m bei St.-Gallen (Hammer 1984) ; ca. 110 m in der Tiefbohrung St.-Gallen (Naef 2015).

Components

• glauconite

Glaukonit-führend

• gastropods
• trace fossils
• ostreids
• molluscs
• foraminifera
• echinoids
• shark teeth
• mammals
• bivalves
• charophytes
• bryozoans
• arthropods

Kleinsäugerzähne. In den Sandsteinen der St.-Gallen-Formation gibt es im Hangenden des basalen Staffelbach-Grobsandsteins mehrere bedeutende Fossilfundstellen, die eine sehr vielfältige Selachierfauna mit mindestens 50 Hai- und gut 15 Rochenarten belegen. Es dominieren Formen, die im Staffelbach-Grobsandstein erstmals aufgetreten sind und tieferes Wasser bevorzugen. Seltene Gattungen, die noch dazu kommen, sind z.B. der Teufelsrochen (Mobula), und sogar der Walhai (Rhincodon) ist aus dem tieferen Teil der St.-Gallen-Formation nachgewiesen. Gegen die Quarzitnagelfluh im Hangenden zu werden die hochmarinen Formen wieder seltener. Vereinzelt findet man Mollusken, v.a. grosse Austern. Es treten keine Trümmer mehr von irregulären Seeigeln (Scutella sp.) auf.

Die oberen Partien der St.-Gallen-Formation sind charakterisiert durch sehr grosse Mengen von Bryozoentrümmern (Moostierchen). Selachierzähne hingegen sind selten. Häufig sind kleine Austern, oft sind auch Otolithen aus der Familie Sciaenidae zu finden, seltener hingegen Einschwemmungen von Süsswasserfischzähnen, Kleinsäugerzähnen sowie Charophyten-Oogonien.

In der küstennahen und flachmarinen St.-Gallen-Formation im Westteil des Gebietes von Atlasblatt Ricken fanden sich neben zahlreichen Mollusken (Muscheln und Schnecken) auch Hai- und Rochenzähne sowie Foraminiferen, Bryozoen, Seeigel, Krabben und Krebse. Zudem sind Spurenfossilien wie Wühlspuren, Frassgänge und Wohnbauten vielerorts zu beobachten.

Hierarchy and sequence

Superordinate unit

• OMM-II

Subordinate units

• «Obere Grenznagelfluh» (OGN)
• Limnischer Horizont (OMM-II)
• «Obere Plattensandsteine»
• Dreilinden-Nagelfluh
• «Quarzitnagelfluh»
• «Zone der Schiefermergel»
• Gitzigrabe-Grobsandstein
• Freudenberg-Nagelfluh
• Staffelbach-Grobsandstein

Units at roof

• Obere Süsswassermolasse (OSM)
• Napf-Formation

Units at floor

• Luzern-Formation

Lower boundary

Büchi (1957) definierte die Grenze zwischen dem «Burdigalien» und dem «Helvétien» lithostratigraphisch und legte die Grenze an die Basis der «Basisnagelfluh» (Quarzitnagelfluh der St.-Gallen-Formation). Keller (1989) konnte zeigen, dass am Südrand der mittelländischen Molasse die Luzern-Formation durch einen Regressionshorizont von der transgressiv darüber liegenden St.-Gallen-Formation getrennt ist. Dies zusammen mit einer aus Fischfaunen abgeleiteten Vertiefung des vollmarinen Ablagerungsraums definierte eine neue, an Paläoökologie angepasste und durch Biostratigraphie datierte Grenze zwischen Luzern- und St.-Gallen-Formation. Sie wird neu an die Basis des Staffelbach-Grobsandsteins gelegt, in dem der faunistische Umschwung erstmals auftritt.

Stratigraphic discussion

Im Typusgebiet wurde die St.-Gallen-Formation rein lithologisch gegliedert und orientiert sich in erster Linie an prominenten Nagelfluhbänken, sowie an der Fazies der dazwischen liegenden siltig-sandig-tonigen Abschnitte (Büchi 1955, Naef 2015).

Age

Age at top

• Burdigalian

Note about top

Ottnangien

Age at base

• Burdigalian

Note about base

Eggenburgien/Ottnangien

Dating Method

Der Grenzbereich zwischen Luzern- und St.-Gallen-Formation wurde mittels Säugetierfunden zuverlässig in MN3b datiert (Keller 1989). Die wenigen Funde von Kleinsäugerzähnen aus dem höheren Teil der St.-Gallen-Forma­tion im Gebiet der Blätter Schöftland und Langenthal sind mit MN4a oder MN4b zu datieren. Die wichtigste Fossilfundstelle aus dieser Schichtabfolge ist Dürrenäsch-Stalten (653750/241440), die mit MN4b datiert werden kann (Kälin in Graf et al. 2012).

Kleinsäugerfaunen (Berger et al. 2005a). Unter Berücksichtigung biostratigraphischer Daten (Säugerfundstellen Hubertingen und Goldinger Tobel 8) aus der hangenden bzw. liegenden USM III bis OSM I fand die Ablagerung der St.-Gallen-Formation wahrscheinlich innerhalb der Säugerzone MN 4 statt (Kempf et al. 1997). Eine radiometrische Datierung an Pectinidenschalen ergab ein Alter von rund 18,0 –18,5 Ma (B. Keller 1989, Bolliger 1992).

Geography

Geographical extent

Grossteil des schweizerischen Molassebeckens, ursprünglicher Südrand erodiert, im Gebiet der aufgeschobenen subalpinen Molasse wahrscheinlich nicht abgelagert. Zumindest ein oberer Teil altersäquivalenter Schichten transgrediert nach NW und N über ältere Molasseschichten hinweg ins Juragebiet auf Schichten von Jura-Alter.

Type area

Ostschweiz / Umgebung von St.Gallen (Urnäsch, Sitter)

Type locality

• St. Gallen (SG)
  Site particularities
  • typische Fazies
  Coordinates
  • (2746200 / 1254500)
  Note
  • Rutsch 1929 S.12, Habicht 1987

Type profile

• Martinstobel (SG), östlich St. Gallen
  Site particularities
  • Obergrenze
  • Untergrenze
  • typische Fazies
  Site accessibility
  • Bachprofil
  Coordinates
  • (2750160 / 1256550)
  Note
  • <p>Gutzwiler &amp; Schalch 1883, Büchi 1967a, Habicht 1987, Keller 1987</p>

Reference profiles

• Sitter (SG), westlich St. Gallen
  Site particularities
  • typische Fazies
  Site accessibility
  • Bachprofil
  Coordinates
  • (2742275 / 1251820)
  Note
  • Gutzwiller & Schalch 1883 Tafel 1, Büchi 1960, Habicht 1987

Palaenography and tectonic

• OMM-II

Paleogeography

North Alpine Foreland Basin

Tectonic unit (resp. main category)

• Molasse du Jura
• Vorarlberg Molasse

Kind of protolith

• sedimentary

Metamorphism

non metamorphic

References

Definition

Miller Konrad (1877) : Das Molassemeer in der Bodenseegegend. Schr. Ver. Gesch. Bodensee 7 (1875/1877), 160 S.

«Auf der alpinen Seite liegen über dem «Muschelsandstein» nochmals Meeresbildungen, welche bei St. Gallen eine Mächtigkeit von etwa 200 m erlangen (s. Profil VI), und den Beweis liefern, dass das Molassemeer im südlichen Teile des Molassebeckens noch eine geraume Zeit fortexistiert hat. Wir treffen da besonders die blauen Mergelschichten, welche ... den feinen Schlamm des Meeresbodens ... darstellen. Da wimmelt es von Millionen von Conchylien ..., keine Strömung scheint ihr ... Leben in der Tiefe gestört zu haben, denn die Muscheln findet man mit noch vereinigten und geschlossenen Schalen, alles unverletzt.»

Definition

Naef Henry (2015) : Die Geothermie-Tiefbohrung St. Gallen GT-1. Ber. St. Gallischen Naturw. Ges. 92, 359-392

Important Publications

Miller Konrad (1877) : Das Molassemeer in der Bodenseegegend. Schr. Ver. Gesch. Bodensee 7 (1875/1877), 160 S.

Keller Beat (1987) : Lithostratigraphische Gliederung der Oberen Meeresmolasse. Abstract Jahresvers. / Mitt. SGG, Luzern

Habicht J. K. A. (1987) : Schweizerisches Mittelland (Molasse). Internationales Stratigraphisches Lexikon Vol.1 Fasc.7b

Graf H. R., Jost J., Eberhard M., Kruysse H., Kempf O. (2012) : Blatt 1109 Schöftland. Geol. Atlas Schweiz 1:25‘000, Erläut. 150