Zur Herkunft der Eisensilizide Xifengit und Gupeiit im Untergrund von SE-Bayern

Im ostbayerischen Raum zwischen Traunstein und Straubing finden sich im Boden immer wieder sehr geringe Mengen an sogenannten Eisensiliziden, die hauptsächlich aus den Mineralen Xifengit und Gupeiit, aber auch aus stöchiometrisch anders zusammengesetzten Fe-Si-Verbindungen bestehen. Wegen der räumlichen Nähe zum postulierten Kraterfeld des vermuteten Chiemgau-Impakts, wegen der Fundumstände, wegen der exotischen chemischen Zusammensetzung die sich nur in einem Sauerstoff-freien Milieu bilden kann, wegen des bisher ausgesprochen seltenen Nachweises dieser Minerale in irdischem Kontext (natürlich und technisch), und wegen des Vorkommens dieser Minerale in verschiedenen Meteoriten wurde zunächst ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten dieser Eisensilizide und dem postulierten Impakt angenommen. Aus diesem Grunde wurde das Verteilungsgebiet der Eisensilizide von einer Arbeitsgruppe, die sich Chiemgau Impact Research Team CIRT nennt, genau auskartiert. Im Laufe dieser Arbeiten wurden etwa 2,5 kg dieses Materials auf einer Gesamtfläche von fast 10.000 km2 gefunden.

Um die Frage nach einer vermuteten kosmische Herkunft der südostbayerischen Eisensilizide genauer zu belegen, wurden mehrfach materialkundliche Untersuchungen an den Bodenfunden durchgeführt, zunächst von Raeymaekers und Schryvers (2004), die die Minerale Xifengit und Gupeiit als erste in dem Chiemgauer Material identifizierten und eine kosmische Herkunft vermuteten, aber auch von Fehr et al. (2004), die auf der Basis der Struktur der Proben und einer Pb-Isotopenanalyse eine industriell-technische Herkunft ableiteten. Eine industrielle Herstellung von Eisensiliziden findet in der regionalen Industrie zwar statt, die Entstehung von Xifengit und Gupeiit war in diesem Zusammenhang bislang allerdings nicht bekannt.

Analysen der Eisenisotope an drei Proben des CIRT mit Xifengit und Gupeiit, die von S. Weyer am Institut für Mineralogie der Universität Frankfurt durchgeführt wurden, untermauern eine terrestrische Herkunft der Chiemgauer Eisensilizide (Weyer, persönliche Mitteilung). Aus diesem Grunde richteten sich weitere Untersuchungen verstärkt auf die Frage einer möglichen technischen Herkunft des exotischen Materials. Dazu wurden an unserem Lehrstuhl systematisch industrielle Eisensilizid-Proben der regionalen Industrie Auflicht-mikroskopisch, Pulver-diffraktometrisch und mit der Elektronenstrahl-Mikrosonde untersucht und mit den Eisensiliziden der Bodenfunde verglichen (die mikroskopischen Fotos in der Kopfzeile stammen von technischen Proben und von Bodenfunden). Dabei wurde festgestellt, dass alle industriellen Stücke Anteile an Xifengit und Gupeiit enthalten und sowohl in ihrer Stuktur als auch im Chemismus der Eisensilizide und in der Art der akzessorischen Minerale – im wesentlichen Titancarbid - nicht von den SE-bayerischen Bodenfunde zu unterscheiden sind. Nach Rücksprache mit dem betreffenden Industriebetrieb lässt sich folgender Vorgang rekonstruieren:

Eisensilizide, darunter auch größere Mengen an Xifengit und Gupeiit, entstanden als Nebenprodukte bei der Herstellung mineralischer Düngemittel, die vor allem in der unmittelbaren Nachkriegszeit in der Landwirtschaft verwendet wurden. Da die mineralogische Zusammensetzung dieser Eisensilizid-Nebenprodukte nicht weiter interessant war, wurde sie nie genau untersucht, Xifengit und Gupeiit blieben daher unentdeckt. Diese Eisensilizide wurden zwar zum allergrößten Teil aus den Düngemitteln entfernt und anderweitig verarbeitet, minimale Restmengen konnten jedoch in dieser Zeit mit dem Dünger auf die Äcker geraten. Aufgrund verschiedenster Einflüsse wie Feldbearbeitung, Niederschläge, Vegetation, Grabtätigkeit der Tiere etc. konnten die Partikel während der vergangenen 50 bis 60 Jahre in die unteren Bodenschichten meist in 20 bis 40 cm Tiefe gelangt sein, wo man sie heute findet. Xifengit und Gupeiit entstehen in dem betreffenden Betrieb auch heute noch in einer geschätzen Menge von mehreren kg pro Tag, die Produkte des Betriebs werden aber seit Jahrzehnten nicht mehr in der Düngerherstellung verwendet.

Ein sogenannter Konvergenzeffekt, d.h. Eintrag derselben Art von Eisensilizidpartikeln sowohl durch die Düngung als auch durch einen Impakt ist zwar theoretisch denkbar, erscheint aber äußerst unwahrscheinlich. Sehr wahrscheinlich ist dagegen, dass auch andere exotische Materialien wie z.B. reine Siliziumkristalle, Titancarbid oder diverse Formen von Kohlenstoff in den Böden des Chiemgaues sehr viel eher mit den stark reduzierenden Bedingungen bei der industriellen Eisensilizid-Entstehung in Verbindung zu bringen sind als mit einem Impaktereignis.
(Literatur: Fehr, K.T., Hochleitner, R., Hölzl, S., Geiss, E., Pohl, J., Faßbinder, J. (2004): Ferrosilizium-Pseudometeorite aus dem Raum Burghausen, Bayern. Der Aufschluß 55, S. 297-303. Raeymaekers, B., Schryvers, D. (2004): Iron silicides and other metallic species in the SE Bavarian strewn field. Paneth-Kolloquium Nördlingen.)