梭菌对含镁方解石形态的控制及其可能机理

在 Mg/Ca 摩尔比为 4∶1 的 Lagoa Vermelha 培养基中对一株分离自青海湖底沉积物的梭菌 SN-1（Clostridium sp.）进行了为期 55 d 的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用扫描电子显微镜对沉淀物进行了系统的观察,用 X- 射线衍射仪对沉淀物的矿物成分进行了测定。结果表明：（1）SN-1 可以促进特殊形态含镁方解石的形成,而无菌对照实验产物中仅见不规则状的碳酸盐矿物;（2）特殊形态的含镁方解石可能是在细菌表面成核和生长的结果,它们的演化趋势是（杆状）→哑铃形→花菜状→球形。作者认为这是因为梭菌两端的带负电基团比菌体中间丰富,易聚集更多的 Ca²⁺和 Mg²⁺,Ca²⁺和 Mg²⁺离子作为“阳离子桥”吸引 CO32-,其结果是两端的晶体生长相对较快、中间生长相对较慢,进而形成哑铃形含镁方解石;“哑铃”继续生长,其两端会长成两个“花菜”或半球;若两个半球相接并闭合则发展为球状矿物。     

Citrobacter freundii 作用下球状碳酸盐矿物的形态演化过程研究

不少微生物都具有形成球状碳酸盐矿物的能力。对形成过程的动态跟踪研究是了解球状碳酸盐矿物形成机理的关键。利用光学显微镜和电子显微镜对Citrobacter freundii作用下球状碳酸盐矿物的形成过程进行了跟踪研究。结果表明,纳米晶体在有机物质的包裹下逐渐聚集,最终生长为具有辐射状内部结构和菱形表面纹理的球状构造。在球状构造形成之前,矿物集合体经历了花形、哑铃形、花菜形、纺锤形以及类似于十字形的多种过渡形态。对最初、过渡和最终形态进行总结,有助于理解微生物作用下的球状碳酸盐矿物形成机理,为识别微生物活动在沉积环境中遗留的痕迹提供更多有用的信息。以往的研究极少涉及Citrobacter freundii诱导碳酸盐矿物的形成。研究结果将丰富微生物促进球状碳酸盐矿化的研究内容。     

细菌碳酸酐酶促进形成的碳酸盐矿物

微生物促进碳酸盐矿化机理的研究对于全球碳循环和土壤的形成与演化等科学问题具有重要的意义。为了探究细菌胞外碳酸酐酶（CA）在碳酸盐矿化过程中所起的作用,本文采用硫酸铵析出蛋白质和Tris-H2SO4缓冲液溶解蛋白质的方法提取MF-2菌株分泌的胞外CA,将其添加于一水乙酸钙—胰蛋白胨（不含碳酸根）体系中并进行了120 h的化学实验。同时设置一组不含CA的对照实验。实验结束后用离心法将固相和液相分离。利用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM/EDS）对沉淀物的矿物成分、元素组成和形态进行了研究,利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定了溶液中的Ca2+浓度。实验结果表明:（1）在节杆菌属MF-2菌株胞外CA作用下形成了肉眼可见的沉淀物,其重量随着反应时间的延长而逐渐增大,而溶液中钙离子浓度随着反应时间的延长而逐渐降低。用双氧水（30%）处理的结果显示,碳酸盐矿物是沉淀物的主要组分。对照实验形成的沉淀物明显少于CA实验,而且其主要由有机物质组成。这充分地说明,MF-2菌株胞外CA可以显著地促进碳酸盐矿物沉淀。（2）在有胞外CA参与的实验早期（第48 h之前）,未形成任何结晶态物质;在实验的中后期,形成的矿物以方解石为主,含少量或不含球霰石。这明显不同于MF-2菌株的培养实验。在后一种情况下仅形成球霰石一种矿物。（3）胞外CA作用下形成的矿物形态包括菱面体形、球形和半球形,其中菱面体形矿物占主导地位。这也有别于MF-2菌株的培养实验（以球状和碗状为主）。对多张SEM照片进行的统计结果显示,菱面体形矿物所占比例有随着反应时间的延长而逐渐降低的趋势（即球形和半球形所占比例逐渐升高）,从第48 h的接近100%降低至第120 h的84%。（4）MF-2菌株胞外CA促进碳酸钙沉淀的主要机制是其加速CO2的水化反应,参与反应的CO2可能主要源于空气。      

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

振荡与静置条件下细菌诱导形成的碳酸钙矿物类型与形态的对比

为了探究培养方式（振荡和静置） 对细菌诱导形成的碳酸盐矿物种类和形态的影响,本文在B4培养基中分别对蜡状 芽孢杆菌（GW-1菌株）、赖氨酸芽孢杆菌（GW-2菌株） 和微杆菌（GW-3菌株） 三种细菌进行了为期40天的振荡培养实验 及相应的无菌对照实验,重点利用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对矿物成分和形态进行了测定和观察,并将观测结 果与静置条件下的结果进行了对比。结果表明：（1） 三种细菌均具有促进碳酸盐矿物沉淀的功能,但能力有所不同,从大 到小的顺序为GW-2＞GW-1＞GW-3;（2） 在振荡和静置两种培养方式下,GW-1和GW-2菌株诱导形成的矿物均为方解石, 而GW-3菌株诱导形成的矿物均为球霰石。这说明细菌种类是影响矿物相的重要因素,培养方式对矿物相无明显的影响; （3） 对于GW-1和GW-2菌株,其在振荡培养条件下诱导形成的矿物形态呈现多样化,而在静置培养条件下形成的矿物形态 则比较单一。对于GW-3菌株,其诱导形成的矿物均为球形,与培养方式无关。     

东营凹陷中央隆起带烃类流体活动在成岩作用上的响应

为探讨成岩作用对烃类流体活动的响应,利用显微观察、包裹体测温、扫描电镜、阴极发光等研究方法,系统地研究了东营凹陷中央隆起带沙三段自生矿物形成与烃类流体活动的相关性。研究表明：研究区沙三段储层的成岩序列为：第一期石英次生加大边→第一期碳酸盐胶结物(黄铁矿)→绿泥石薄膜→第二期碳酸盐胶结物→第二期石英次生加大边（第一期高岭石）→第三期碳酸盐胶结物→第三期石英次生加大边（第二期高岭石）→第四期含铁碳酸盐胶结物（黄铁矿）。第一期油气充注发生于第二期碳酸盐胶结物形成的后期,第二、三期油气充注发生于第三期碳酸盐胶结物形成的中后期,第四期碳酸盐胶结物的形成标志大规模油气充注时期的结束。烃类流体活动对研究区的自生高岭石、含铁碳酸盐矿物（第四期碳酸盐胶结物）、黄铁矿等3类自生矿物的形成过程产生重要影响。砂岩储层中,第二、三期碳酸盐胶结物的港湾状溶蚀现象、高岭石大量发育、第四期碳酸盐胶结物和黄铁矿的共生组合等成岩现象可作为微观上识别烃类流体活动的标志。含油性较好的层段,烃类流体活动可导致碳酸盐胶结物产生大规模的溶蚀作用,并促使长石溶蚀产生大量高岭石,砂泥岩界面处可见黄铁矿与含铁碳酸盐胶结物共生;而含油性差及不含油的层段,由于缺少烃类流体提供的大量有机酸,高岭石发育较少,早期碳酸盐胶结物保存较好。     

Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响

研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。     

川南玄武岩晶洞中的沥青与铜矿物球粒研究

川南普格杏仁状玄武岩晶洞中产出大量石英、水晶、沥青、葡萄石以及铜矿物,根据其产状和矿物组合分为石英沥青、水晶-沥青及水晶-葡萄石球粒三种类型晶洞。水晶-葡萄石晶洞中矿物组合具明显球粒形貌特点,球粒由中心柱状 水晶及垂直水晶柱面生长的葡萄石球粒内圈与铜矿物球粒外圈组成。铜矿物球粒具有明显圈层结构,由自然铜核、黑铜矿 幔、硅孔雀石与孔雀石壳组成。野外及镜下观察显示,铜矿物集合体形态受自然铜形状和产出控制,铜矿物球粒主要分布 于多个葡萄石球粒边缘的汇聚处,核部自然铜为球粒状;脉状铜矿物由一向伸长自然铜与黑铜矿、硅孔雀石等矿物组成, 分布于晶洞裂隙中。碳同位素与红外光谱研究表明晶洞中的沥青为生物成因,属石油沥青,有机质可能来自下二叠统 （P13）碳酸盐。晶洞中矿物为含有机质成矿溶液依次结晶而成,其顺序为：玉髓或石英→水晶、沥青与自然铜→自然铜与 葡萄石→黑铜矿→硅孔雀石→孔雀石→方解石。沥青的螺旋生长花纹特征、水晶中包裹体均一化温度以及水晶中沥青与自 然铜之间的关系显示,沥青是有机质（原油）受热裂解转变而成,其形成温度约为290~230℃,自然铜的结晶温度为230~ 160℃。     

南海北部冷泉碳酸盐岩矿物微形貌及其意义探讨

主要通过南海北部冷泉碳酸盐岩的扫描电子显微镜观察,发现该区结核状碳酸盐岩具有微孔结构,这些微孔可能是甲烷渗漏的通道,并且结核状碳酸盐岩矿物堆积较为紧密;碳酸盐矿物的微形态呈近菱形、菱形、球状、丝状、短柱状、卵状等形态或集合体,其中球状碳酸盐具有微生物结构,由蠕虫状或丝状矿物组成,其他几种微形貌的碳酸盐矿物由纳米级的微晶颗粒组成.碳酸盐集合体微形貌和微晶颗粒在形态和大小上与甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原菌差别较大,由此推测在其沉淀过程中这两种细菌可能只是提供了物质基础,而其沉淀作用则与纳米细菌密切相关.在南海北部冷泉碳酸盐岩中还发现了结晶程度不同的碳酸盐矿物连续生长的现象,以及一些未知的蘑菇状和管状矿物.     

海拉尔盆地贝尔凹陷含片钠铝石沉凝灰岩的成岩作用

以海拉尔盆地贝尔凹陷大磨拐河组-伊敏组的含片钠铝石火山碎屑岩为研究对象,采用偏光显微镜、扫描电镜及配套能谱、茜素红 S染色、阴极发光和X 射线衍射分析等技术手段,对研究样品的岩石类型、自生矿物种类及共生序列进行了详细研究。贝尔凹陷发育片钠铝石的宿主岩石类型为沉凝灰岩,自生矿物以发育片钠铝石、铁白云石和菱铁矿三种碳酸盐矿物为主,片钠铝石含量高达25%。成岩共生序列为菱铁矿Ⅰ→高岭石、石英次生加大→片钠铝石→微晶石英→方解石→铁白云石→菱铁矿Ⅱ→沥青。不同于国内外其它地区发现片钠铝石的主要产状为充填孔隙,本区内发育的片钠铝石以交代长石、石英、岩屑颗粒和高岭石基质为赋存特征,表明沉凝灰岩中的长石、岩屑、高岭石基质可以为其提供金属离子物质来源,并在CO2参与下,与成岩流体反应生成片钠铝石。大量碳酸盐矿物（15-44%）的发育证明了火山碎屑岩具有较高的CO2矿物捕获能力。     

甘肃西部及邻区铀矿化特征和找矿方向

区内铀矿床分为6种类型:伟晶状白岗岩型、钠交代岩型、花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型。本区铀矿主成矿期为海西期,其次为燕山期和中条期。矿床、矿点主要集中分布于冷龙岭、龙首山、潮水等6条成矿带。铀成矿主要受裂谷带及与之相邻的拱断带、夹持于花岗岩带之间的中新生代盆地、富碱的酸性侵入岩和火山岩、断裂构造、沉积相、氧化还原分带等因素的控制。潮水盆地、雅布赖盆地、巴丹吉林盆地等是找矿的主要远景区。     

关于中国地理学发展的思考

提出了地理学发展的几点思路:①加强地球表层系统现代自然过程及其驱动力的研究,促进自然地理与人文地理的高层次综合;②加快地理科学的理论创新步伐,推动地理科学走向国际研究前沿;③充分利用现代科学技术成果,促进地理科学现代化;④高度重视野外台站科学数据积累及室内分析与模拟工作,为地理科学的发展奠定基础;⑤集中力量对重点地区进行深入研究,体现地理科学研究的区域特色;⑥充分利用现有地理科学研究成果,为社会经济建设服务。     

Pressurized crack opening displacement and its application in fracture flow

Conclusions (1) Relations between permeability, and fracture geometry and loading can be established by means of fracture mechanics.(2) The mean crack opening displacement (MCOD) can be calculated by Equation 13.(3) MCOD is easily obtained without great computational efforts, even for relatively complicated cases, if fracture intensity factor is known.(4) The plasticity of fractures and multifracture sets are recommended for further study.     

中国南方海相油气勘探研究新进展

中国南方海相油气勘探研究取得６个方面的进展；１．重塑了华南板块的四个构造演化阶段，将华南板块划分出三个构造区，一个火山岩区和两个造山带，并了南方构造格架与演化对油气地质条件的控制．２．分析了华南板块南北两个大陆边缘沉积盆地的二级超旋回层序，凝缩层段及其与烃源岩发育的关系，并重点分析了区域性四套主力烃源岩的特点；３．提出了华南板块北南两个前陆盆地带的发育对中国南方海相油气的后期保存起着重要的作用。     

石炭纪-早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列及沉积演化

通过分析石炭纪-早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的地层序列和沉积特征,探讨沉积演化过程及其控制因素。研究区深水地层序列包括下述的9个岩石地层单元:鹿寨组(C₁lz)、巴平组(C₁bp)、下如牙组(C₁xr)、上如牙组(C₁sr)、王佑组(C₁w)、睦化组(C₁m)、打屋坝组(C₁dw)、南丹组(C₁-P₁nd)和船埠头组(C₁c),并且可以识别出4种主要的深水沉积相:台间盆地相、斜坡相、深水陆棚相和台前斜坡相,以砂岩、碳质页岩、硅质泥岩、硅质岩、钙屑碎屑岩、泥晶灰岩和白云质灰岩为主要特征,与桂西南深水盆地的差别显著。依据地层序列和沉积组合的时空分布特征,可以将石炭纪-早二叠世滇黔桂盆地北缘深水区的沉积演化划分为3个阶段: 1)裂谷作用强烈期(早石炭亚纪汤耙沟期早期); 2)裂谷作用减弱期(早石炭亚纪汤耙沟期中期-德坞期); 3)裂谷作用稳定期(晚石炭亚纪-早二叠世)。     

矿田构造发展特征

本文主要以内生脉状矿床为例,简要地论述了矿田构造的基本特征和发展规律。     

东天山戈壁荒漠景观区地球化学勘查中某些工作方法的研究

通过东天山地区地球化学勘查中某些方法的试验,研究了一套适宜于戈壁荒漠景观中地球化学勘查的工作方法.（1）查明了盛行风对岩屑异常特征的影响程度;（2）推荐消除风成沙影响的合理采样粒级;（3）利用水溶态铜、金异常指示被运积物掩盖的铜、金矿体;（4）明确了荒漠区盐磐层不会阻碍在残积物覆盖区发现矿致岩屑异常和在运积物覆盖区发现后生晕.     

桂林市芦笛岩、大岩洞穴空气负离子浓度分布研究

对桂林市芦笛岩和大岩进行洞穴空气负离子浓度分布研究结果表明: ( 1)除疗养地、瀑布等个别区域外,洞内空气负离子浓度普遍较洞外的高,可高出几倍至十几倍; ( 2)近洞口段洞道空气负离子浓度由外向里可增加1. 6至5. 6倍,达到某点后趋于平稳; ( 3) 人类活动对洞中空气负离子浓度影响显著; ( 4)洞穴空气中的负离子浓度与湿度呈正相关; ( 5)在所测的八个月里,即2003年9月至2004年4月,洞穴空气负离子浓度在12月和1月较低。      

陆面过程研究的现状与发展趋势

对目前陆面过程研究的现状及存在的问题进行了总结,并且提出了与边界层研究有关的几个前沿方向:①非均匀下垫面地表湍流通量的参数化及中尺度通量的参数化方法;②边界层理论在复杂地形条件下的应用,以及次网格地形对通量输送的影响;③进一步改进GCM中冠层地表水文参数化;④边界层的层云和层积云的参数化。     

THE TECTONIC PROCESS AND THE FILLING OF TERRESTRIAL BASIN

THE TECTONIC PROCESS AND THE FILLING OF TERRESTRIAL BASIN