高磷贫碳酸锰矿石微生物脱磷可行性研究

高磷贫碳酸锰矿石微生物脱磷可行性研究关晓辉（东北电力学院，沈阳１１０００６）魏德洲戚长谋（东北大学，沈阳１１０００６）（长春科技大学，长春１３００２６）关键词高磷贫碳酸锰矿微生物脱磷锰在冶金、轻工、国防和农业领域有着广泛的应用。我国是锰资源较丰富的国...     

矿石之微生物脱磷机理的初步研究

以生尘芽孢杆菌进行了微生物脱磷机理与应用的探索性研究。试验结果表明：生尘芽孢杆菌脱磷必须经过两个步骤：（1）通过产生有机酸降低溶液pH值使磷矿石中的磷溶出;（2）当溶液中的磷达到一定浓度后微生物形成胞内聚磷酸盐。     

一种潜在的微生物找矿法——蜡样芽孢杆菌指示金矿化的试验研究

利用土壤中蜡样芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｃｅｒｅｕｓ）寻找隐伏金属矿床是近年来受国外许多学者重视的一种探矿法．运用此法对我国两个金三角地区进行了尝试研究，详细叙述了蜡样芽孢杆菌的分离、培养和鉴定．在已知的金矿区均检测到了很明显的蜡样芽孢杆菌孢子计数异常，异常区每克土壤中的蜡样芽孢杆菌孢子数最高可达１９０００个，异常区比背景区要高几百至几千倍，并发现该异常与土壤中的金异常有一空间上的分离．蜡样芽孢杆菌法很适合于成矿远景区内的找矿工作     

低温条件下微生物诱导固化对比研究

低温条件下微生物诱导沉淀产率低,制约着微生物诱导固化(MICP)技术的实际工程应用。通过控制不同温度和pH值,对比分析巴氏芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌的生长繁殖特征和脲酶活性,同时在胶凝液中添加营养物质和控制尿素浓度和钙离子浓度,研究提高沉淀产率的方法,利用XRD测试分析沉淀晶型。进行渗透性试验和无侧限抗压强度试验,对比分析了不同菌种的砂土固化效果,结果表明,低温条件下巨大芽孢杆菌生长繁殖比巴氏芽孢杆菌快,脲酶活性更高,且巨大芽孢杆菌最适宜p H=8,更适合于碱性环境;可以通过在胶凝液中添加营养物质,控制尿素浓度为1.5 M和醋酸钙浓度为0.5 M增加碳酸钙沉淀产率;低温条件下巨大芽孢杆菌沉淀产率总高于巴氏芽孢杆菌,沉淀晶型为更稳定的方解石;采用巨大芽孢杆菌固化的试样渗透性可降低3～4个数量级,而巴氏芽孢杆菌固化的砂柱渗透性只降低2～3个数量级,其中颗粒粒径越小,渗透性降低越明显,且同等条件下巨大芽孢杆菌固化的砂柱试样强度也大于巴氏芽孢杆菌固化试样。因此,低温条件下巨大芽孢杆菌更适合进行实际工程应用。     

胶质芽孢杆菌3027对钙基蒙脱石的矿物结构影响

粘土矿物在地球表层分布广泛,与微生物的交互作用十分常见。微生物能否通过除还原Fe(Ⅲ)之外的其他途径影响贫铁蒙脱石的结构与物相,成为粘土矿物与微生物交互作用的新问题。本研究选取胶质芽孢杆菌Bacillus mucilaginosus 3027与钙基蒙脱石在35℃、常压条件下进行交互作用实验,考察胶质芽孢杆菌生命活动对蒙脱石晶体结构的影响。实验定期取样进行pH值与体系总蛋白含量测试,并利用显微傅里叶变换红外光谱(micro-FTIR)、同步辐射X射线近边吸收结构(XANES)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对最终产物进行矿物学表征。实验结果显示,胶质芽孢杆菌在蒙脱石矿物悬浊液中生长,代谢分泌大量有机酸导致体系pH值降低,使蒙脱石中Si元素溶出,并造成蒙脱石晶体结构中硅氧四面体对称性、O—H振动等发生变化,Fe配位八面体对称性下降,矿物表面出现边缘卷曲现象。在微生物作用后的矿物样品中,探测到新形成的α-石英物相,可能与微生物的活动密切相关。     

一种潜在的微生物找矿法——蜡样芽孢杆菌指示金…

利用土壤中蜡样芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｅｒｅｕｓ）寻找隐伏金属矿床是近年来受国外许多学者重视的一种探矿法，运用此法对我国两个金三角洲地区进行了尝试研究，详细叙述了蜡样芽孢杆菌的分离，培养和鉴定，在已知的金矿区均检测到了很明显的蜡样芽孢杆菌孢子计数异常，异常区每克土壤中的蜡样芽孢杆菌孢子数最高可达１９０００个，异常区比背景区要高几百至几千倍，并发现该异常与土壤中的金异常有一空间上的分离，蜡样芽孢     

微生物地球化学探矿—蜡样芽孢杆菌法寻找金,铀矿的试验研究

壤中蜡样芽孢杆菌找矿法是微生物地球化学探矿方法之一。本文叙述了蜡样芽孢杆菌法的找矿原理、野外工作方法、室内测量技术、野外初步试验的地质效果以及测量中应注意的若干问题。在已知隐伏金矿床（点）和铀矿床（点）上测得了明显的蜡样芽孢杆菌计数异常，并在４６０铀（钼）矿床外围的铀矿化远景地段进行了试验，地质效果较为理想。     

含钾矿粉对胶质芽孢杆菌分泌胞外多糖的影响

研究了不同实验条件下,含钾矿粉对胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）分泌胞外多糖的影响,以进一步揭示细 菌与矿物的相互作用机理。实验分别采用无矿（不加含钾矿粉）无钾（不含可溶性钾）、无矿有钾（有可溶性钾）、有矿（100 mL培养液加0.3 g含钾矿粉）无钾及有矿有钾4组培养基培养胶质芽孢杆菌,进行产胞外多糖的分析比较。研究发现,在有 钾长石粉但不含钾离子的培养条件下,胶质芽孢杆菌产生的多糖和蛋白质含量最高;在既有钾矿粉又有可溶性钾离子存在 的培养条件下,菌体产生的蛋白质和胞外多糖含量稍低;在无钾矿粉的条件下,无论有没有钾离子的两种培养基中,蛋白 质和多糖含量都很低。研究结果表明,有无钾矿粉的不同培养条件能够引起胶质芽孢杆菌分泌胞外多糖的单糖组成成分产 生明显差异,胶质芽孢杆菌胞外分泌物与细菌对含钾矿粉中钾的利用密切相关。     

中国大陆科学钻探（CCSD）微生物研究——地下3900米一株细菌的分离与鉴定

在中国大陆科学钻探科钻一井的3911.28米处利用厌氧培养基分离到一株细菌CCSDFL3900,该菌的最适生长温度为65℃,兼性厌氧,革兰氏染色为阴性,端生芽孢,不运动,电镜观察无鞭毛。利用细菌16SrDNA通用引物对其16SrRNA进行PCR扩增,16SrRNA序列及其进化树分析结果显示,该菌为芽孢杆菌或地杆菌。生化试验检测显示,该菌株能够利用多种糖类发酵产酸,最终鉴定为热坚芽孢杆菌。     

细菌与真菌对黑云母的风化作用比较:以胶质芽孢杆菌和黑曲霉为例

以胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)与黑曲霉(Aspergillus niger)为例,比较了细菌与真菌对黑云母风化作用的异同点,为研究微生物风化矿物的作用机制提供了实验依据。分别采用有氮培养基和察氏培养基作为胶质芽孢杆菌和黑曲霉的实验培养基,并以黑云母矿粉为钾源,培养5天后利用ICP-OES、SEM及酶活测定等方法,对发酵液中各种离子浓度、矿物表面形貌以及发酵液中碳酸酐酶(CA)活性进行检测。胶质芽孢杆菌与矿物通过多糖等黏性物质紧紧黏附在一起形成细菌-矿物复合体,而黑曲霉与矿物相互作用则形成了真菌-矿物聚集体。黑曲霉培养液中离子溶出量总体高于胶质芽孢杆菌培养液,其中Al 3+、Fe3+和K+含量分别高出约17、30和3mg/L;分泌的酸性物质的量和CA活性都明显高于胶质芽孢杆菌,表明黑曲霉拥有对矿物更强的风化能力。     

淡水水体沉积物磷的环境生态效应研究进展及建议

对淡水水体沉积物磷的环境生态效应的国内外研究热点和领域进行了综述、评价;提出了尽快开展真正内源磷——地质成因磷自然释放的水环境生态效应研究,特别是天然条件下（如人为干扰少的源头河流）,富磷河流水体主要初级生产者——藻类生态响应研究的建议。     

重庆高燕地区菱锰矿热水沉积成因地球化学证据

重庆高燕锰矿床位于晚震旦世秦巴成锰沉积盆地,主要赋存于陡山沱组顶部,以鲕粒或球粒状产出.为了查明其成因,在收集该区锰矿相关成果的基础上,对ZK129-3^#、ZK115-7^#、ZK127-7^#、ZK133-7^#、ZK115-11^#五个钻孔的陡山沱组鲕状菱锰矿进行系统采样,并测试了包括Mn、Fe、P、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃和LOI在内的8个地球化学指标,进而运用指相元素地球化学分析了Mn/Al、（MgO/Al₂O₃）×10²、Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃比值.结果表明：重庆高燕菱锰矿受陆源物质的影响很小,与海洋沉积有关,主要是海洋自生产物;Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃值则指示其沉积过程中有热水参与,是热水沉积的产物.     

四川省雷波县瓦岗磷矿地质特征及矿床成因分析

四川省雷波县瓦岗磷矿位于川西南磷矿矿集区的南部,矿体赋存于下寒武统麦地坪组第二段,呈层状展布于瓦尼觉背斜两翼,含矿建造为硅质岩-碳酸岩-磷块岩,矿石结构构造为球状、团块状、条带状,文章通过对矿石和围岩地质特征研究,认为矿床形成于海湾潮下低能带的古地理环境,成因主要为富磷生物碎屑沉积聚集而成。     

黔东北大塘坡组菱锰矿矿床控矿因素研究

黔东北黑色泥岩盆地中菱锰矿的品位普遍偏低,高品位的块状菱锰矿在横向上和垂向上并非稳定存在,弄清菱锰矿的空间分布规律可以为勘探开发提供指导。文章首先从区域尺度分析了菱锰矿矿床分布与黑色泥岩盆地内部次级洼陷的关系,然后以杨家湾锰矿床为例,分析了同一次级洼陷内锰品位与含锰岩系厚度和矿层厚度的相关性。最后选取次级洼陷内的典型探井,从矿石的结构特征和矿物共生组合规律等微观尺度,研究了菱锰矿矿床的垂向非均质性,探讨了黑色泥岩盆地中菱锰矿富集的控制因素。研究表明,菱锰矿主要赋存于有机质含量较高的大塘坡组一段底部,锰矿品位与矿层厚度呈正相关,高品位的锰矿主要为泥晶结构的块状菱锰矿,平面上主要分布于黑色泥岩盆地的次级洼陷沉积中心;锰矿层在横向上并非稳定的均质沉积,从洼陷中心到洼陷边缘,菱锰矿的品位逐渐降低;锰矿层与粉砂质泥页岩交互沉积,具有很强的垂向非均质性。     

黔东北黑色泥岩盆地含锰岩系的铁锰地球化学特征

黑色泥岩盆地内的菱锰矿矿床中常伴生大量黄铁矿,由于菱锰矿和黄铁矿的沉积过程难以直接观察,铁锰的富集关系尚不明确。为了探讨二者的相互关系,以黔东北西溪堡锰矿的典型剖面为例,根据岩石薄片、TOC分析和元素分析等手段,分析了含锰岩系及其顶底板的岩性序列、矿物组合和铁锰地球化学特征,与现代沉积的菱锰矿进行了对比分析。研究表明,在黄铁矿和菱锰矿富集关系上,西溪堡锰矿与现代波罗的海具有类似特征。含锰岩系顶板和底板的锰含量较低;含锰岩系内部的Mn含量波动很大,与铁含量呈负相关。黄铁矿和菱锰矿的沉淀析出具有先后顺序,通常黄铁矿从溶液中析出在先,菱锰矿沉淀在后。     

震旦纪大塘坡期锰矿的内碎屑结构和重力流沉积

大塘坡组锰矿石由菱锰矿内碎屑和碳泥质基质组成。菱锰矿内碎屑是浅水沉积环境中的锰质沉积物破碎而成。它们沿着盆地斜坡流入深水地区与碳、粘土和粉砂沉积在一起形成内碎屑菱锰矿。一部分矿石有递变层理,具有浊流沉积特征。     

新疆阿克陶县奥尔托喀讷什锰矿地质特征及成因探讨

新疆阿克陶县奥尔托喀讷什地区具有巨大的锰矿找矿潜力,并在近年来取得重大找矿突破。目前该锰矿区已累计查明资源储量(121b+122b+331+332+333)1206.74万吨,矿床平均品位37.82%。锰矿赋存于上石炭统喀拉阿特河组（C2k）含碳泥质灰岩夹薄层细晶灰岩条带中,该套含锰岩系岩石组合具有滨浅海相沉积物的特征。矿体呈层状、似层状、条带状产出,层位稳定,出露长度40km,矿体厚度0.5~22m不等,矿石的矿物主要为菱锰矿,其次软锰矿,少量硅酸锰。矿石主要为微晶结构、细粒结构,致密块状构造、浸染状构造。该锰矿床P/Mn平均值为0.0056,Mn/TFe平均值为14.01,属于中磷富锰矿床。奥尔托喀讷什锰矿床的形成可能与晚古生代期间强烈拉张环境下火山活动形成的大量的火山岩以及在弧后拉张拗陷环境海水热液活动有关。     

利用低品位菱锰矿矿石热处理制备纳米材料

通过热处理低品位菱锰矿矿石制备高活性纳米材料,并探究其催化去除NO_x、吸附重金属性能.利用X射线荧光光谱仪、透射电子显微镜等研究菱锰矿矿石组成;利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪、烟气分析仪、原子吸收分光光度计等研究菱锰矿矿石空气中热处理后结构变化及其NH₃-SCR脱硝、重金属吸附效果.菱锰矿矿石主要组分为菱锰矿,含有少量黄铁矿、石英、白云石及硫酸盐.在空气中550℃煅烧1 h后,菱锰矿分解完全,产物以黑锰矿为主晶相,同时含有其他低结晶态锰氧化物;样品表面出现大量3~7 nm气孔,比表面积达到最大（31.5 m2/g）.脱硝实验显示R550在170℃时脱硝效率可达到90%;吸附实验表明R550对Cd2+、Pb2+、Cu2+均有较好的吸附作用,表明低品位菱锰矿矿石在空气中550℃煅烧可获得高比表面积、高活性的纳米结构化材料,在环境污染物去除方面有潜在的利用价值.      

基于LA-ICP-MS多元素成像技术的早寒武世磷结核成因研究

我国下寒武统底部广泛发育磷结核、磷块岩等富磷沉积,为早寒武世最为重要的化学标志层之一,也代表了隐生宙—显生宙转折期地球表层系统的重大变革。当前对磷来源和富集机制的解释不一。为进一步明确该时期富磷沉积的形成机制,本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱联用技术(LA-ICP-MS)对贵州金沙地区牛蹄塘组黑色页岩中的磷结核进行多元素原位微区成像研究。结果表明:磷结核中各元素富集情况清晰地记录了磷结核形成过程中微环境的变化趋势。其中,磷结核内部Ca、P共富集以及Si亏损,指示P富集缘于自生磷灰石生成,P则来自于有机质含氧或厌氧降解释放;Mn、Zn与P共富集于磷结核内部,指示结核形成时的底部水体为含氧水体;As、Mo、V等元素主要富集于围岩或黑色页岩,指示缺氧含H_2S水体形成终止了结核生长。本研究显示,LA-ICP-MS原位多元素成像技术能够获取微区内丰富的地球化学信息,并提供高精度可视化证据,未来将在地质勘探和古环境研究等领域得到更广泛应用。