微生物矿化作用对红黏土的影响研究

引入微生物矿化技术,利用其中巴氏芽孢杆菌的代谢产物对红黏土进行改性研究。对微生物矿化作用的红黏土试样开展常规物理指标试验,分析试样含水率、密度、比重、孔隙比和颗粒粒径的变化。利用三轴固结不排水剪切试验,测定土体的抗剪强度指标,并结合扫描电镜分析微生物矿化下红黏土的微观结构特征。结果表明:巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀胶结充填红黏土空隙作用明显,土样经过恒温养护10 d时的作用效果最佳,红黏土的物理性质朝着工程性质好的方向发展、抗剪强度有所增强。从SEM图像分析,红黏土试样中生成碳酸钙晶体填充胶结于土体孔隙,加强了土壤颗粒间的连接。      

活性炭固定微生物固化贵阳红黏土力学特性

微生物能够固化土体,但是在固化强度上还有待提高。为了增强微生物固化土体的力学特性,文章提出固定化微生物技术与微生物诱导碳酸钙沉淀技术（MICP）相结合的方法,即将掺量为0、4%、7%、10%、15%的活性炭与重塑红黏土均匀混合后,再通过MICP固化土体后进行常规三轴压缩试验,同时进行相同条件下在菌液瓶中有无胶结液与活性炭的生成碳酸钙的对比试验、有无活性炭重塑红黏土的常规三轴压缩对比试验。通过扫描电镜分析,得到试样的力学特性、活性炭在MICP过程中的作用、微观结构等试验结果。试验结果表明:在微生物固化土体过程中,活性炭作为固定微生物的载体,在MICP过程中对微生物起到“增效”的作用,在微生物诱导碳酸钙沉淀过程中提高了碳酸钙产量;同时,活性炭的有无及含量多少对微生物固化土体有重要影响,结合水膜厚度改变、碳酸钙填充孔隙及胶结作用使得红黏土抗剪强度有效C值大幅增加,有效φ值减小,剪应力峰值增加;加入活性炭使生物矿化环境得到优化,并在碳酸钙结晶时对晶体结构、形态产生了一定的控制作用,生成了以活性炭为“核心”具有一定结构的块体,而使土体的力学特性增强。该研究成果对微生物岩土技术以及工程应用具有重要价值。      

江西丰城天然微纳米硅碳矿床Re-Os同位素定年研究

江西省丰城石炉坑天然微纳米硅碳矿床为全球首例由植硅石成矿的沉积矿床，矿床的开发对信息技术、新能源、新材料、高端制造等战略性新兴产业具有关键作用，硅碳矿在分布范围、成因类型、资源类型等方面与石英、石墨不同，作为新矿种开展研究特别是年代学研究具有重要意义。在富有机质沉积岩定年研究中，Re-Os同位素定年作为一种强有力的测试手段，其应用多集中在海相沉积岩，而湖相沉积岩受物源、地质作用、陆源碎屑物质等多种因素影响则少见成功报道。为精确厘定石炉坑硅碳矿床的成矿时代，本文尝试利用Re-Os同位素测试对矿区石炉坑组下段7件植硅石岩进行定年研究，获得植硅石岩的Re-Os同位素年龄为43.1±3.7Ma(n=7,MSWD=6.2)，直接指示了石炉坑植硅石岩成岩成矿时代为古近纪始新世。研究表明，植硅石岩中Re/Os高分异(均值525.1)与其沉积环境、生物沉积作用有关。¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os较高的初始值(1.713±0.0036)则受沉积环境、区域岩石及构造运动共同影响。本研究成果体现了Re-Os同位素体系对湖相沉积岩测年研究的适用性。