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Fossile Pilze in Eisen-Stromatolithen von Warstein (Rheinisches Schiefergebirge)

Fossil fungi in iron stromatolites from Warstein (Rhenish Massif, Northwestern Germany)

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Zusammenfassung

Die stromatolithischen bis massigen Eisenkiesel aus Warstein, SE Soest im Rheinischen Schiefergebirge sind stets an Karsthohlformen des Massenkalkes gebunden. Die wenigen autochthonen Vorkommen lassen erkennen, daß es sich um Chalcedon-/Quarz-Einkieselungen von vorwiegend ac-orientierten, korrosiv erweiterten Spalten handelt. Durch mikrothermometrische Messungen wurde eine hydrothermale Mineralisationstemperatur von etwa 120° ermittelt. Drusen in Eisenkiesel führen manchmal wasserklare, prismatische bis pseudokubische Quarze mit Pilzeinschlüssen. Die Myzelien der Pilze sind in der Regel Goethit-inkrustiert und treten stromatolithisch, massig und schmitzenartig auf. Die Pilze können der Ordnung Mucorales beziehungsweise den GattungenChaetomium, Preussia undPapulaspora zugeordnet werden. Aufgrund der Mineralparagenesen, der Karstgeschichte und mikrothermometrischer Messungen wird ein oligozänes bis miozänes Alter der Pilz-Einkieselungen angenommen.

Die Pilzmyzelien wuchsen auf Spalten und anderen korrosiven Hohlformen des Massenkalkes in der vadosen Zone. Sickerwässer transportierten aus der Boden-/Sedimentbedeckung stammendes organisches C als Substrat für die Pilze, chelatisiertes und freies Fe2+ sowie kolloidales Fe3+. An den Zellwänden der Pilzhyphen wurde Eisen abgeschieden und somit eine weitere Fällung initiiert. Je nach Eh und pH-Werten bildeten sich meist rhythmische, hydrolytisch abgeschiedene, kolloidale, eisenreiche Lagen. Eine stufenweise Dehydratisierung führte schließlich zur Bildung von Goethit. In diesen Bereichen sind Gelrisse und Setzungsstrukturen häufig. Die noch während dieser Phase beginnende Einkieselung konservierte die zum Teil zarten Strukturen.

Die Warsteiner Eisenstromatolithe sind wahrscheinlich der erste sichere Nachweis von fossilen biogenen, nicht-photosynthetischen Laminiten. Die durch Mikroorganismen hervorgerufenen Feinstrukturen in der fossilen Eisen-/Quar-Folge zeigen erstaunliche Parallelen zu präkambrischen gebänderten Eisenerzen.

Summary

Fossil iron stromatolites, formed by fungi, have been found near Warstein, W. Germany. The stromatolitic and massive ferruginous quartzes are always confined to karstic hollow molds of the Devonian “Massenkalk”. The few autochthonous occurrences show that these are chalcedony-quartz-silicifations of mainly ac-oriented, corrosively widened cracks. A mineralization temperature of about 120°C was found by microthermometrical measurements. Druses in ferruginous quartz sometimes carry clear, prismatic to pseudocubic quartzes embedding fungal mycelia. The fungal filaments are generally encrusted with goethite and appear in stromatolitic, massive and patch-like forms. The fungi can be referred to the order Mucorales and the generaChaetomium, Preussia, andPapulaspora. An Oligocene/Miocene age is presumed according to the development of the karst, the mineral paragenesis, and microthermometrical measurements. The fungal mycelia grew on cracks and other hollow molds of the Devonian “Massenkalk” (massive reef limestones) in the vadose zone. Percolating water transported organic C originating from the soil-/sedimentary cover as a substratum for the fungi as well as chelated and free Fe2+ and colloidal Fe3+. Iron was precipitated on the cell walls of the fungal filaments, and thus further precipitation was initiated. Repending from the Eh—pH-values, rhythmic, hydrolytically precipitated, colloidal, and iron-rich layers formed. Gradual dehydration finally led to the formation of goethite. Gel splits and settling structures have often been observed in these regions. The silicification starting within this phase conserved the partially rather fragile structures.

The iron stromatolites of Warstein are probably the first examples of fossil biogenic, non-photosynthetic laminites. These biogenic structures within the iron-quartz squences caused by microbial action show amazing parallels to rocks of the Precambrian cherty banded-iron formation (BIF).

A more detailed summary of the development of one iron stromatolite with fungi is given at the end of chapter 4.1.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Geologie, Ruhr-Universität, Universitätsstr. 150, D-4630, Bochum 1

    Manfred Kretzschmar

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  1. Manfred Kretzschmar
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Kretzschmar, M. Fossile Pilze in Eisen-Stromatolithen von Warstein (Rheinisches Schiefergebirge). Facies 7, 237–259 (1982). https://doi.org/10.1007/BF02537228

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