Original paper

Fossil and recent traces of biodegradation on heavy minerals

Bischoff, Günther C. O.; Coenraads, Robert R.

Abstract

A wide range of surface etchings and borings occur in pleonaste spinel and titaniferous magnetite from Recent and Late Pleistocene heavy mineral deposits in Australia. The shapes of many of these traces reflect the nature of the filaments/hyphae involved, do not show significant crystallographic control, and differ considerably from any previously reported deterioration patterns. Filaments of euendolithic cyanobacteria have been found preserved in borings within several pleonaste specimens. Larger sub- circular, corroded depressions with crystallographically unrelated radiating grooves, probably produced by thalli or mycelia of microlichens or microfungi, have been found on zircons from an Oligocene sapphire-bearing deposit. Biodegradation has occurred in a terrestrial environment both on specimens exposed to the atmosphere on rock surfaces and on those covered by soil.

Kurzfassung

Eine Vielzahl von Oberflächenätzungen und Bohrlöchern finden sich auf zahlreichen Exemplaren von Pleonast-Spinell [(Fe, Mg)3O4] und titanhaltigem Magnetit [(Fe, Ti)3O4] aus rezenten und spätpleistozänen Schwermineralseifen Australiens. Die Form vieler dieser Lebensspuren reflektiert die Morphologie der dafür verantwortlichen Filamente/Hyphen, zeigt keine wesentliche kristallographische Kontrolle und unterscheidet sich beträchtlich von allen bisher beschriebenen Erscheinungsformen biologischer Schwermineral-Verwitterung. Filamente von euendolithischen Cyanobakterien wurden in ihren Bohrlöchern innerhalb von mehreren Pleonast-Exemplaren gefunden. Größere, runde, eingeätzte Vertiefungen mit davon ausstrahlenden Furchen, die in ihrer Anordnung kristallographisch nicht kontrolliert sind, finden sich auf Zirkonen (ZrSiO4) aus einer oligozänen, Saphire führenden Seife. Sie könnten von Thalli oder Mycelia aufgewachsener Mikroflechten oder -pilze verursacht worden sein. Die beobachteten Lebensspuren entstanden in einem terrestrischen Milieu auf Schwermineralien, die sowohl auf Gesteinsoberflächen freigelegt sind wie auch in Böden vorkommen. Lebensspuren in Schwermineralien terrestrischer Sedimente haben wegen der Widerstandsfähigkeit dieser Minerale gegenüber Abrasion und metamorphen Einflüssen eine erheblich größere Aussicht, unverändert erhalten zu bleiben als die umgebende Matrix. Eine intensivierte Forschung auf diesem Gebiet könnte - auf die Untersuchung nichtmariner präkambrischer Schichten ausgedehnt - möglicherweise zu einer besseren Kenntnis der damaligen terrestrischen Mikroben beitragen. Eine Bestimmung der für Mineralien besonders destruktiven, rezenten Organismen könnte zu ihrer Züchtung und Anwendung auf eine Umwandlung unfruchtbarer in fruchtbare Böden oder einen schnelleren Abbau vulkanischer Aschen führen. Sollte eine möglicherweise notwendige Abgrenzung gegenüber nicht auszuschließender mariner Lebensspuren gelingen, waren die von uns beobachteten terrestrischen Spuren auch auf eine Bestimmung von Paläoböden anwendbar. Ebenso sollte die Möglichkeit eines extraterrestrischen Vorkommens von Lebensspuren in Mineralien, z. B. auf dem Mars, nicht ausgeschlossen werden. Unsere Arbeit wird derzeit auf eine Untersuchung von Schwer- und anderen Mineralien aus terrestrischen Ablagerungen von Australien, Thailand, Venezuela und Hawaii ausgeweitet. Die vielversprechendsten Mineralarten scheinen bisher die der Spinell-Reihe zu sein, außerdem Eisenpisolite, Ilmenit, Olivine, Feldspate, metamicter Zirkon und alluviales Gold.

Keywords

surface etchings • titaniferous • filaments • hyphae • microlichens • Australia • Oberflächenätzungen • titanhaltig • Filamente • Hyphen • Mikroflechten • Australien