四川黄龙钙华藻类及其生物岩溶作用

从探索黄龙钙华的生物成因角度出发,对黄龙钙华藻类进行了采集、鉴定和分析,并对钙华藻类的生物岩溶作用做了初步探讨。研究得出黄龙钙华藻类分属于4门19属86种,优势种属为Tolypothrix属、Gloeocapsa属和Cymbella属。黄龙景区不同环境区域的优势藻类有所不同,藻类参与的碳酸盐沉积在不同岩溶景观中所起作用也有所差异。其中蓝藻参与的碳酸盐沉积主要表现于黄龙钙华坝景观的形成过程中,由硅藻参与碳酸盐沉积主要表现于斜坡滩华景观的形成过程中。藻类既能在钙华形成过程中发挥作用,藻类的生长也能侵蚀破坏钙华景观,在长期缺乏岩溶水补给的条件下,藻类对钙华景观的破坏性尤为突出。      

基于微岩相分析的藻类在钙华沉积中的作用研究——以四川黄龙为例

在地表环境下,钙华沉积常常是物理化学和生物沉积过程共同作用的结果。藻类因其在钙华沉积环境中具有较大的生物量及其自身拥有多样的代谢方式,对钙华沉积过程和形态具有重要影响。本研究以四川黄龙钙华为例,通过对典型沉积点的水化学、藻类群落组成和现代钙华微岩相结构进行综合分析,来揭示藻类在钙华沉积中的作用。研究发现,黄龙钙华沉积环境中分布的藻类主要包括蓝藻、绿藻和硅藻等。这些藻类代谢活动会在一定程度上改变沉积水体水化学环境,但在快速流动的水体中,其影响有限。不同藻类群落常常形成几百微米至1~2 mm厚的微生物席或生物膜层,作为碳酸钙沉积发生的重要场所,即钙华沉积活动层。在该活动层内,藻体及其分泌的胞外聚合物（EPS）能够为碳酸钙晶体生长提供大量成核位点和生长模板,从而极大地促进钙华沉积。同时,EPS可以控制或影响碳酸钙结晶形态及钙华微岩相结构。准确认识和量化藻类在钙华沉积中的作用还需要继续开展更多微观尺度方面的研究,以便更好地理解钙华沉积机制,并为准确解译古老钙华岩相结构和地球化学特征奠定基础,同时为预测钙华景观演化和保育提供更多科学依据。      

岩溶洞穴沉积物生物成因初探──以贵州织金洞为例

贵州织金洞洞穴沉积物现生藻类属种经分类鉴定，计有蓝藻８８种，分属２目４科１７属。经与洞穴叠层石中的藻类化石进行对比，确定叠层石中的藻类化石与部分洞穴现生蓝藻相似，居于第四纪蓝藻化石，故洞穴沉积物从宏观到微观特征，皆直接受有关藻类生物的控制。藻类在洞穴中维持延续其生命所进行的主动活动时，具有分泌钙质和捕捉粘结碳酸钙微细颗粒而富集沉积碳酸钙的生化和生理特性，起到了成岩建造作用，因而成为形成绚丽多采洞穴沉积物的内在动力。     

环境因子对Synechocystis sp.钙化动力学的影响

蓝藻钙化普遍发生于淡水和盐水环境,对叠层石的形成和碳循环有重要意义。本文模拟研究了pH值、光照强度、水动力、温度等环境因子对Synechocystis sp．藻类钙化动力学的影响。实验表明,pH值为7．5的弱碱环境和一定强度的水动力条件有利于Synechocystis sp．的钙化,过低或过高的水动力都不利于钙化;在5、15和25℃三个梯度范围内,温度为25℃时有利于钙化,且钙化速率与生物量密切相关;3000 lux的光照强度下,Synechocystis sp．钙化速率最大,更高的强度下钙化速率反而急剧下降,低浓度钙离子发生的钙化作用以生物钙化为主,高浓度下以生物引发的物理化学钙化为主。     

陆相碳酸钙沉积特征及水能量分类

以野外观察及室内试验分析为基础,讨论了陆相碳酸钙沉积类型与水能量条件的相关关系,并定量和定性地讨论了各类型之间的水能量界线;指出陆相碳酸钙沉积包括超高能、高能、低能及超低能四种沉积类型;根据其位置它们又可划分为地表和地下两种类型。这些陆相碳酸钙的相应的沉积水能量条件分别为超高能水、高能水、低能水及超低能水。此外,还描述了各类陆相碳酸钙的各自的发育特征。      

温泉钙华沉积的影响因素

钙华是在泉水、河水、湖水、洞穴周围沉积的非海相碳酸钙沉积物。钙华是陆地水循环过程中物质迁移的一种表现形式,研究钙华的形成有助于了解局部水文循环中的物质迁移规律并间接了解古气候与古水文地质条件。部分温泉的泉口附近沉积有形态多样的钙华。本文综述温泉钙华的形成过程、钙华沉积的主要影响因素和它们之间的相互影响关系。水化学条件是钙华沉积的物质基础和必要条件,水动力条件是钙华沉积的充分条件,生物效应对钙华沉积起到加强的作用,沉积环境通过影响水化学条件或水动力条件间接控制钙华的沉积。     

黄龙嗜冷细菌胞外琥珀酸组分对碳酸钙矿化的影响

为探索黄龙钙华的生物成因,本研究以黄龙嗜冷细菌的胞外特征有机酸组分——琥珀酸为研究对象,通过模拟黄龙水体的低温沉积环境,利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),考察了琥珀酸对钙化体系中的钙化动力学过程、碳酸钙晶型和形貌的影响。结果表明： ① 高浓度琥珀酸、低pH值,低温都会在一定程度上抑制碳酸钙沉积。② 高浓度琥珀酸可以诱导球霰石型碳酸钙的形成; ③ 高温促进了体系中碳酸钙微晶的聚合。综上可见,黄龙嗜冷细菌的胞外琥珀酸组分在一定程度上参与了碳酸钙的沉积过程,对晶体的晶型和形貌具有一定的调控作用。其结果可为黄龙钙华生物成因的探究提供理论基础。     

陆相碳酸钙沉积试验的晶体扫描电镜研究

通过室内及野外沉积试验,并结合扫描电镜照片,研究了不同温度下静水环境及动水环境中,碳酸钙晶体生长速度及发育特征。研究发现: 在静水环境条件下碳酸钙结晶过程为在水面最先形成钙膜,然后向水深处,碳酸钙晶粒依次析出。文章中还证实了在掺气的水体中碳酸钙晶体可以迅速生长。在水补给条件较差及有蒸发作用参与时,则形成碳酸钙晶体花,或针状碳酸钙。此外,文章对流水作用下碳酸钙晶体的侵蚀特征也给予了初步的讨论。      

黄龙嗜冷细菌两种胞外单糖对碳酸钙矿化影响

为了探究黄龙水体中嗜冷细菌的胞外代谢产物对钙华沉积速率及沉积产物的影响,本文从黄龙钙华水体中分离到优势土著嗜冷细菌,并以其标志性胞外代谢产物D-葡萄糖和D-核糖作为研究对象,研究了两种单糖组分在低温环境下对钙华沉积的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FT-IR)等分析手段对碳酸钙晶型、形貌以及结构组成进行了表征。实验表明:D-葡萄糖在低温条件下能促进方解石型碳酸钙的沉积,并加快沉积速率。低浓度下(20 mg/L和40 mg/L)的沉积产物均为方解石型碳酸钙并对其形貌有一定的影响;高浓度下(80 mg/L和160 mg/L)能诱导少量的文石型碳酸钙的合成。D-核糖在低温条件下能促进碳酸钙的沉积,加快沉积速率。与D-葡萄糖不同,D-核糖仅能合成方解石型碳酸钙,但对方解石晶面的生长表现为抑制作用,且随浓度增大抑制作用益明显。此结果可为黄龙钙华生物成因的探究提供一定的理论研究基础。     

藻类对磷酸盐形成和沉积作用影响的模拟实验

本文介绍现代蓝藻钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)的模拟培养成矿实验。该实验采用微机数据采集系统记录数据。从藻类改变微环境促进磷酸盐形成并沉积两方面来研究藻类对磷聚集作用的影响。结果表明,伴随藻类的对数生长,培养液的pH值上升,可达10左右,氧化还原电位下降100—200mV,使培养液向弱还原性转变,从而产生明显的碳酸钠钙和磷酸镁钙的白色沉淀物,为生物成矿理论提供了证据。     

四川盆地东北部三叠系飞仙关组硫酸盐还原作用对碳酸盐成岩作用的影响

四川盆地东北部三叠系飞仙关组存在广泛的硫酸盐还原作用,同时地层中也存在锶含量异常高的成岩流体。研究表明:热化学硫酸盐还原作用（TSR）和（或）细菌硫酸盐还原作用（BSR）造成的SO42-离子的消耗对成岩孔隙流体中SrSO4溶解度的改变是三叠系中高Sr成岩流体的形成机制之一,该机制使得孔隙流体从白云石化作用和碳酸盐矿物的新生变形作用中获得的Sr在流体中以高浓度的Sr2+形式存在,并使之在流体中极度富集,这也是四川盆地东北部三叠系中大型和超大型天青石矿床的形成机制之一。H2S和CO2是硫酸盐还原作用的重要产物,不同温度条件下溶于水中的H2S和CO2,与不溶于水的气体分子之间的平衡反应H2S（aq）H2S(g)和CO2(aq)CO2(g)的平衡常数和吉布斯自由能增量计算表明,当温度从25℃升高至220℃时,两个反应的平衡常数分别大致从10增至240和从20增至500,两个反应的平衡常数都始终大于1,说明H2S和CO2更趋向于以气体形式存在,同时温度越高,系统中以气体形式存在的H2S和CO2会越多,溶解于水中的H2S和CO2会越少,因而在深埋藏的高温条件下,H2S和CO2对碳酸盐矿物的溶解能力可能相对很小。相对低温的成岩环境、高温流体的向上和侧向运移、构造抬升、富氧流体与含有H2S流体的混合以及金属硫化物的沉淀是提高含H2S和（或）CO2流体对碳酸盐矿物溶解能力的五个途径。因此,与较早成岩阶段相对浅埋藏环境的碳酸盐溶解作用有关的H2S和CO2流体可能与细菌硫酸盐还原作用（BSR）关系更为密切;断层或其它流体运移通道是高温含有H2S和CO2流体向上运移的基础条件,具有原生孔隙度和渗透率的礁、滩相高能沉积物也是流体发生侧向运移的先决条件;大幅度的构造抬升造成的地层温度降低是提高含H2S和（或）CO2地层流体对碳酸盐矿物溶解能力的重要因素,地壳抬升至近地表造成的古喀斯特作用也可以为H2S的氧化提供良好的地质环境。在有关的勘探中应注意:在断层等流体运移通道造成高温含H2S和CO2流体向上运移的条件下,与之有关的构造低点应该是主要的勘探目标;在燕山运动导致的地层抬升并导致深部热流体降温的条件下,与之有关的构造高点应该是主要的勘探目标,应分别对待。     

芙蓉洞次生碳酸盐沉积特征及与降水的关系研究

通过对重庆市芙蓉洞内两处滴水和两处池水长期定点观测,现场测试pH、温度和HCO-3浓度等指标,并采集适量水样带回实验室利用ICP—OES和离子色谱仪测试主要离子的浓度,计算CO2分压(PCO2)和方解石饱和指数(SIc),探讨了芙蓉洞内次生碳酸盐的沉积情况及与当地降水的关系。结果显示:四个观测点洞穴水在大部分时间相对于方解石为过饱和水,且正在沉积碳酸盐,可见芙蓉洞地区大部分时间具有洞穴碳酸盐沉积的温度和降水条件;不饱和出现在较大降水量之后的1~2个月内,是降水对岩溶水的稀释作用导致的。因此,降水量的变化是洞穴水呈现过饱和与不饱和交替的出现主要原因,最终导致碳酸盐沉积的季节变化,降水量过大时不利于碳酸盐的沉积。     

沉积盆地流体活动及其成岩响应

盆地流体活动通过改变成岩场的温压和孔隙水介质条件,进而影响到盆地内成岩作用序列、水—岩相互作用以及储层孔隙变化。对于碎屑岩而言,流体活动仅能导致母岩中少部分矿物的溶蚀以及孔隙内溶解与沉淀作用发生,富含二氧化碳和有机酸的流体活动为次生孔隙发育提供条件,超压环境下流体幕式释放既可导致超压体内次生孔隙的发育,又可以导致热流体活动影响区域内浅部储层的成岩异常;对于碳酸盐岩而言,由于碳酸盐岩具有很强的溶解性,盆地流体活动导致碳酸盐岩储层组构及空间发生巨大的变化,其中天水的下渗以及与深部热液或热流体沿断裂或裂缝释放均可导致碳酸盐岩成分、组构、储集空间发生根本性变化,故与盆地流体活动密切相关的风化壳型岩溶储层和构造热液白云岩储层构成碳酸盐岩中最为重要的储层类型。然而,盆地流体活动及其成岩响应研究仍存在许多亟待解决的难点问题,急待深入的研究探索。     

河南登封地区寒武系第三统馒头组二段中的核形石及其意义

河南登封地区寒武系第三统馒头组二段发育有三种类型的核形石:球状、椭球状核形石与大型柱状叠层石伴生,形成于高能的潮下带;长卵形核形石与小型柱状叠层石伴生,形成于低到中等能量的潮间带;不规则状核形石与近水平状、缓波状叠层石伴生,形成于低能的潮上带和潮间带。从核形石的成因可以看出,核形石等微生物成因构造与后生动物扰动构造存在耦合关系,水动力条件是核形石形态类型变化的决定因素,泥质（陆源物质）供应是影响核形石生长及消亡的直接因素。     

珠江水体悬浮物碳稳定同位素组成与流域土壤侵蚀研究

以珠江流域水体悬浮物为研究对象,对其碳稳定同位素组成(δ13C)及颗粒有机碳(POC)的含量进行了测定和研究。结果表明:河流悬浮物同位素组成与珠江流域植被分布格局、土壤有机质密切相关;珠江悬浮物碳同位素组成主要受C3植被影响,其中,西江悬浮物碳同位素组成表现出较强的C4植被特征。东江水体悬浮物碳同位素组成在洪水季节表现出较强的C4植被特征,其它季节则表现出C3植被特征;北江水体悬浮物碳同位素组成无明显的C4植被特征。东江悬浮物样品POCδ13C值呈逐年上升趋势,与近年来流域内植被破坏和土壤侵蚀加剧相对应,并显示其侵蚀程度超过西江流域。     

黄土高原南缘风尘堆积与现代土壤发育的关系研究

通过对陕西关中地区JYC剖面不同层微形态的观察和定量分析，发现原生不稳定矿物急剧减少、粗颗粒磨圆度、球度、定向性高和含较多侵入物是耕作层的典型特征；针状方解石微晶大量出现在犁底层，指示一种较短期的相对稳定的较干旱环境；相似性系数暗示古土壤S0以上部分具有风积物主要特征，其中0～40 cm是2000年以来人类不断施加黄土性质土粪、农业耕作和粉尘降落的综合产物，40～75 cm主要是自然风尘堆积的产物。     

塔里木盆地塔中——顺托果勒地区奥陶系良里塔格组碳酸盐岩颗粒滩沉积特征

塔中—顺托果勒地区奥陶系颗粒滩具有良好的油气资源前景。本文介绍了碳酸盐岩颗粒滩的定义和研究概况。通过镜下薄片分析将该地区良里塔格组碳酸盐岩颗粒滩主要划分为3类,并明确了3类颗粒滩的微观沉积特征。颗粒滩主要类型为:内碎屑滩、生物碎屑滩和鲕粒滩,所含的主要颗粒类型分别是内碎屑(砂屑为主,含砾屑)、生物碎屑和鲕粒,多为亮晶胶结,反映了高能水动力环境,由于迁移作用颗粒时常会相互伴生。另外,也发现了在低能环境中发育的复鲕和中—高能水动力环境下的藻粒;藻粒常常会与内碎屑颗粒、生物碎屑颗粒伴生,规模不大,多形成于中—高能水动力环境下的碳酸盐岩潮坪环境或台缘缓坡带。通过连井对比分析可以得出,良里塔格组可以划分为3个三级层序,海侵体系域主要以薄层退积为主,高位体系域以厚层加积为主。最后,本文结合颗粒滩的展布特征建立了该地区良里塔格组颗粒滩沉积模式。     

土壤发生性碳酸盐碳稳定性同位素模型及其应用

干旱、半干旱地区土壤无机碳库比有机碳库大2~5倍，无机碳库及其周转在该地区土壤碳平衡中具有重要意义。土壤发生性碳酸盐是土壤发育过程的产物，与岩生性碳酸盐溶解/沉积平衡、土壤有机碳分解CO2的再转化密切相关。发生性碳酸盐碳稳定性同位素主要由土壤CO2的碳同位素组成决定，可以用描述不饱和层气体质量传递的扩散—生成模型模拟。在土壤碳酸盐体系（土壤CO2(g)、碳酸盐和土壤溶液）处于同位素平衡状态时，根据生物过程产生的分子扩散以及碳酸盐化学平衡反应的分馏模型，发生性碳酸盐δ13C值比有机质δ13C值大14‰~16‰。扩散—生成模型和/或分馏模型可以用于鉴定和定量化分散态发生性碳酸盐组分、区分土壤碳酸盐悬膜上发生性碳酸盐的比例，并可用于定量评价土地利用管理措施对碳酸盐溶解/沉积平衡的影响，这在全球碳循环研究中具有重要意义。     

珠江口及琼东北海区元素地球化学特征及物质来源

为了更好的了解南海北部近陆表层沉积物特征及分布,通过对珠江口至海南岛东北海区进行表层沉积物取样测试,共获取了约3 500个样品粒度数据,700余个样品元素地球化学数据。该区域沉积物粒度以粉砂及细砂为主,分选性为较差及差,沉积物常量元素组合以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、K2O、MgO及Na2O为主,这7种氧化物占沉积物总量的90％以上（平均值）。对沉积物常量元素百分含量值进行了相关性分析,最终将调查海域沉积物划分为3个不同的区域,分别为珠江口及粤西区域（Ⅰ）、琼州海峡东分布区（Ⅱ）及琼东分布区（Ⅲ）,同时综合分析得出了各区域沉积物运移的路径趋势。     

辽东裂谷菱镁矿的成矿环境、分布规律及矿床成因

辽东裂谷为古元古代拉伸环境下产生的EW向陆内裂谷,裂谷的北缘斜坡带赋存有大石桥—塔子岭超大型菱镁矿带,中央裂陷带赋存了瓦峪—青城子大型菱镁矿带。菱镁矿床的产出与成矿物质来源的位置有较大的关系,同时与沉积的环境因素、后期的各种扰动因素有关。在古元古代富含CO_2的环境中,源于太古宙地块剥蚀物中和远源火山喷发物中的镁质进入海水,在持续稳定的陆缘潮间-潟湖蒸发环境中,在藻类生物吸附吸附作用的有力辅助下,沉积了巨厚的富镁碳酸盐岩,经过成岩作用形成原生菱镁矿层。在区域变质-变形过程中,原生菱镁矿层经过褶皱变形和矿物重结晶,完成形态方面的最终定型;因此,辽东裂谷菱镁矿属于沉积-变质型矿床。