DFG-Projekt STA 146/45-1 und -2 (Stahr, Sauer): Morphologische und spurenchemische Charakterisierung unterschiedlicher Kieselsäure-Akkumulationen in Böden Süd-Portugals und Lanzarotes zur Ableitung ihrer Genese (Laufzeit: 11/2004 - 12/2006 und 1/2009 - 12/2009)

Ziel des Projekts war die morphologische und chemische Charakterisie­rung von Kieselsäureanreiche­rungen in Portugal und Lanzarote zur Ableitung ihrer Genese. Im ersten Schritt wurde ein geeig­ne­tes Extraktionsverfahren entwickelt, um die Menge der amorphen Kieselsäure so­wie die Anteile der enthaltenen Begleit­ele­mente (Haupt- und Spurenelemente) bestimmen zu können. Da alle Extraktionsmittel, die effizient amorphe Kieselsäure lösen, zugleich einen Teil der Silikate angreifen und somit zu einer Überschätzung des Gehalts an amorpher Kieselsäure führen, wurde ein Ansatz aus der marinen Sedi­mentologie gewählt, der diese Überschätzung korrigiert. Verschiedene Extraktionsmittel wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur Anwendung auf Silcretes geprüft. Schließlich wurde eine mehrstufige, insgesamt fünfstündige Extraktion bei 85°C mit 0,2 M NaOH gewählt.

Die Ergebnisse der Extraktionen zeigen, dass in den jungen (holozänen) Böden Lanzarotes die Gehalte an amorpher Kieselsäure zunächst mit dem Alter zuneh­men, während in den älteren Böden (Pleistozän bis Tertiär) keine weitere Zunahme erkennbar ist. Dort überwiegt die Tonmineralneubildung. Möglicherweise geht in den älteren Böden auch ein Teil der zu­nächst gebildeten amorphen Kieselsäure in die Tonmineralneubildung ein.

Im Sadobecken (Portu­gal) nimmt die Verkieselung vom Beckenrand ins Becken hinein deutlich zu. Die Hypothese, dass im Sa­dobecken ein lateraler Kieselsäuretransport stattfand, wird spurenchemisch bestätigt. Die Gehalte an Si aus amorpher Kieselsäure erreichen im Becken ein Mehrfaches der Böden am Beckenrand. Auch in den Bodendünnschliffen ist die massive Kieselsäureanrei­cherung der Böden im Sadobecken auffallend, wobei morphologisch unterschiedliche Präzipitate un­terteilt werden können.

Der überwiegende Teil der Kieselsäure zeigt unter dem Polarisationsmikroskop Doppelbrechung, ist also nicht amorph sondern kryptokristallin. Amorphe Kieselsäure ist nur sehr selten vertreten, was darauf hindeutet, dass die Hauptphase der Kieselsäurean­reicherung im Sadobecken im Pliozän - Pleistozän lag, während rezent nur in ge­ringem Ausmaß Verkieselung stattfindet. Ein Grund hierfür liegt neben veränderten klimatischen Vor­aussetzungen darin, dass die weite Ebene des Sadobeckens im Pleistozän durch klei­nere Bachläufe zerschnitten wurde und dadurch die lateralen Transportwege der Kieselsäure aus dem Alto Alentejo ins Becken unterbrochen wurden. Sekundärer Quarz sowie Chalcedon und Moganit sind ebenfalls selten. Daraus kann geschlossen werden, dass die Hauptmasse der Kieselsäure in den Silcretes des Sadobeckens aufgrund ihres (Plio-/Pleistozänen) Alters die amorphe Phase überschrit­ten aber die Phase der Umkristallisation der kryptokristallinen Kieselsäure in mikrokristalline oder kri­stalline Formen wie Chalcedon, Moganit und Quarz noch nicht erreicht hat.