硅藻生物硅中铝的赋存及其生物地球化学效应

硅藻是铝生物地球化学循环的重要驱动者。淡水和海洋硅藻均可对铝进行捕获,并将其作为构建硅藻生物硅的骨架元素。由此,铝在硅藻生物硅“携带”下迁移和循环,并通过降低硅藻生物硅的溶解度对其固碳效应等产生重要影响。本文主要从硅藻和铝的生物-元素界面作用机制、铝在硅藻生物硅中的赋存特征以及铝对硅藻生物硅的“生物泵”效率的影响及机制三方面,介绍铝的生物地球化学循环受硅藻驱动的机制以及铝在硅藻生物硅中赋存所引起的地球化学效应,最后提出相关研究面临的挑战和亟待解决的一些问题。     

细菌富集金的实验及其地球化学意义

细菌富集金的实验表明，细菌具有强烈富集金的能力，起到了海水中微量金捕集器的作用。细菌富集金有吸附和吸收两种形式。吸附是指金被细胞壁分泌的氨基酸等有机物吸附在生物体外；吸收是指金进入生物体内，可能与蛋白质的巯基相结合。细菌是自然界生活力，繁殖力极强，生物产量巨大的微生物。     

病毒与细菌等微生物在地球生物演化史上的作用

病毒与细菌统称为微生物。病毒与细菌之害是生物生存遭遇到的最大的灾害,不仅在人类社会历史上留下了深重灾难,而且在地球生物演化史上也是大灭绝的重要推手。虽然病毒和细菌难以形成实体化石,但却以一种特殊的分子化石成为了侦探地质时期生物大灭绝的神针。本文以地球微生物学为指导,以蓝细菌和绿硫细菌分子化石为例,综合有关研究成果,解读了微生物学、病毒和细菌以及微生物岩的有关知识,帮助人们认识地球生物演化史上二次重要的大灭绝事件。本文还从人类演化过程中的农业革命,阐明了人菌共生关系及带来的启示。     

海洋生源碳酸盐沉积的研究及其地球化学意义

生源碳酸盐是海洋沉积物的重要组成部分。大洋中脊顶部及海底高地上都分布着碳酸盐沉积物,如同大陆高山顶的“雪帽”一样,它是海底山脉的“碳酸盐帽”。生源碳酸盐在海洋中的溶解和堆积受多种因素制约:海底地形、气候变化、海平面升降、南极底层水活动强度、海水肥力和CaCO_3质生源碎屑产率以及沉积速率、有机质含量和底栖生物活动等等。定量地查清各因素对碳酸盐溶解速度的影响具有重要的理论和实际意义。在此基础上,即可     

遥感生物地球化学效应技术在找矿中的应用效果

在植被地区,如何快速,经济,准确地获矿化信息是遥感地质找矿研究的一大难题。遥感生物地球化学理率和方法的成熟为解决这一难题提供了可行的方法。     

海洋沉积物孔隙水硫酸盐的硫、氧同位素组成及其对硫生物地球化学过程的指示

海洋沉积物中由微生物硫酸盐还原作用(MSR)驱动的碳、硫耦合作用及甲烷消耗,是影响全球碳、硫循环和气候变化的关键生物地球化学过程。准确认识微生物硫酸盐还原代谢过程及其环境影响因子,是探究MSR驱动的碳、硫循环及生态环境效应的重要基础。沉积物孔隙水中硫酸盐的硫、氧同位素组成是揭示MSR过程及其驱动的硫循环的重要方法。本文从细胞内代谢途径和胞外硫循环过程角度,厘清影响孔隙水硫酸盐硫、氧同位素组成的硫的生物地球化学过程,阐述其在示踪有机质驱动和甲烷驱动的硫酸盐还原过程类型及“隐秘”硫循环的意义,为探究微生物硫酸盐还原作用在地球表层环境演化中的作用提供新启示。     

藏南硅质岩地质地球化学特征及其成矿效应

西藏南部地区广泛发育中，新生代硅质岩，具有层状构造、纹理状构造、块状构造和角砾状等典型古热水沉积构造，其Al／(Al Fe Mn)比值、Co／Ni比值、Fe／Ti比值、氧同位素以及TiO2-Al2O3图解等地球化学特征显示为热水成因。藏南沉积硅质岩与锑、金多金属等矿化关系密切，成矿流体和热水流体有很强的相关性。     

高蜡油成因及其形成聚集的地球化学效应

全球湖相原油的含蜡量普遍较高,在辽河断陷大民屯凹陷、南阳凹陷原油的含蜡量高达59%.关于高蜡油的成因,最初有陆相高等植物成因说,近年来认识到低等水生生物也可生成高蜡油,但对部分高蜡油的成因机制依然不清楚.除了母质因素外,着重论述了微生物改造作用、催化合成反应、温度场效应、压力场效应、运移分馏效应等动力学作用和地球化学效应对高蜡油形成聚集与次生变化的控制作用.讨论了大民屯凹陷高蜡油的成因及其形成聚集的地质-地球化学作用.     

《非海洋有机地球化学》

Swain F.M:Non-Marine Organic Geochemistry(Cambridge Univ.1970) 本书概述了地质上重要的有机化合物及其反应和在有机地球化学中所采用的基本分析方法,还论述了淡水沉积物和沉积岩中有机残余物的产状和古环境及有关问题的有机残余物的意义,并讨论了有机物作为生物化学的化石的作用。     

北极快速变化对北冰洋碳循环和生物地球化学过程的影响

北冰洋是全球海洋碳循环研究的关键地区之一,其独特的地理位置决定了它是开展海陆统筹研究碳汇一个绝佳的场所,即地形相对封闭,边缘有着世界上最大的陆架区,外围有广袤的陆地冻土层和大河输入。近年来,由于全球变暖,海冰消退,北极快速变化所引起的一系列大气、冰雪、海洋、陆地和生物等多圈层相互作用过程的改变,已经对北极地区碳的源、汇效应产生了深刻影响。这种变化不仅体现在由于陆地冻土圈变化所引起的甲烷和二氧化碳释放上,而且,随之而来的海水层化、混合和环流变化,陆源有机碳和营养物质入海通量的增加,改变了海洋二氧化碳"物理泵"、"生物泵"和"微型生物碳泵"作用的强度、方式,以及海洋原有的海洋碳储库构成,也很可能会对全球海陆碳源汇格局产生重要影响。本文主要从北极快速变化所引起生物泵过程变化来讨论全球变暖对的海洋生物地球化学的影响。     

辽河流域土壤酸化与作物籽实镉生物效应的地球化学预警

土壤酸化及其引发的生态安全问题是公众广泛关注、全球研究的热点。辽河流域多目标区域地球化学调查结果显示：当土壤中的w(CaO+K2O)≥3.86%时,土壤对酸性沉降物具有缓冲能力;当w(CaO+K₂O)<3.86%时,则土壤对酸性沉降物的缓冲能力显著下降。利用土壤酸化缓冲能力的地球化学预测模型,对全流域土壤酸化的缓冲能力进行了预测,指出辽河流域东部,即营口-鞍山-辽阳-沈阳-抚顺-铁岭-开源的广大区域内既是土壤酸化的脆弱区,也是作物籽实Cd超标的预警区,辽河流域土壤酸化区域将进一步扩大。     

松粉热解脂肪酸生物标志物的特征及其地球化学意义

现代松粉的温－压热模拟实验中，产出的轻质烃和氯仿抽提物芳烃馏份的GC－MS分析均检出大量偶数碳优势明显的脂肪酸类分子生物标志物，轻烃主要为C16，C18烷酸及其甲，乙酯，芳烃组分相对比较复杂，包括饱和脂肪酸（酯），不饱和脂肪酸（酯）和脂肪酸内酯，前者碳数分布为C15－，C30，C16，C18碳酸（酯）相对丰度占绝对优势为特征，后者碳数分布为C20-C30,以C26，C28和C30脂肪酸内酯为主，在250℃以下样品中检测出相对丰度较高的不饱和C18碳酸（酯），脂肪酸酯化合物在极低的温度条件下便可排出，并分别在200－300℃和300－400℃之间形成两次产出高峰；花粉内质体中的游离态脂肪酸及不饱和脂肪酸形成低温阶段的第一次高峰；花粉壁脂质结构中的脂肪酸及饱和脂肪酸在较高温度阶段形成第二次高峰，原样及低温样品以脂肪酸酯为主，250℃及其以上温度条件下因水解产生较多的脂肪酸，随温率继续升高，脂肪酸酯易发生脱羰反应而生成链烷烃。400℃以后因强烈降解脂肪酸酯含量大大降低，这与350－450℃之间奇数碳优势正构烷烃在轻质烃和饱和烃中的大量产出相吻合，研究表明，植物花粉是沉积有机质中饱和及不饱和C16，C18脂肪酸酯的重要母源之一。     

平原区区域Cd地球化学异常成因及其生态效应

区域Cd地球化学异常成因机理及其生态效应研究是目前多目标地球化学调查工作中的一个热点问题,但是许多问题仍不明确。本次研究结果表明,区域Cd地球化学异常由自然地质作用形成,主要受土壤机械(粒级)组成的控制,Cd的累积过程遵循吸附沉淀机理,由此决定了土壤中Cd的活性组分含量比较高,并导致部分异常区某些作物中Cd的含量超标。进一步研究发现,Cd异常的生态效应还具有区域分异特征,并因土地耕作方式不同而异,这一发现为农作物合理布局提供了依据。     

趋磁细菌--生物地球化学作用的范例

趋磁细菌(MB)属变形菌纲,为简单的原核细胞.它的最大特征是体内长有磁小体(MSs),沿地磁线运动.MSs由膜及其内部的无机矿物或铁素(含铁蛋白质)组成,无机矿物有铁的氧化物系列或铁的硫化物系列,它们是MB的代谢产物,也是最早发现的有机界面生物矿化作用的范例.文章在广泛调查的基础上,选择源于黄土剖面S0,S1和S5古土壤层中的MB为研究重点,对它们进行了形态与生理生化特征的观察与检测,生命元素和生命小分子脂肪酸的色质谱与能谱测定,并在没有添加营养和铁源的条件下,开展了MSs的生长特点及它对环境磁性影响的模拟实验.黄土中的MB以杆状为主,杆状的长与宽之比随温度的降低而变大.MSs中的矿物为铁的氧化物系列,在较低温度并有一定温度差(8～18℃)的情况下生长较好.菌体老化后菌膜发生自溶,MSs脱落到体外,可能成为沉积物中细粒磁性物质的重要组分.因此它们在古地磁与古气候记录上具有重要的意义.通过对不同级别生物分子的了解与测试,MSs的矿物成分与形成机理研究,以及MSs中磁铁矿的铁和氧同位素测定,可进一步认识MB在沉积物中的生物地球化学作用.     

安徽石台仙寓地区土壤硒地球化学特征及生物效应

为探讨安徽石台仙寓地区土壤-作物系统中硒的富集及迁移特征,在该区系统采集了岩石、土壤、灌溉水、农作物及根系土样品,研究土壤硒的地球化学特征、赋存状态、主要影响因素及生物有效性等。结果显示:研究区表层土壤硒含量为0.27~15.79 mg/kg,平均值为0.87 mg/kg,显著高于安徽省土壤背景值;土壤硒含量与有机质呈显著正相关,但与pH值无相关性;不同基岩地层的硒含量差异显著,其中蓝田组、荷塘组及皮园村组碳质页岩是该区土壤硒的主要物质来源;土壤硒形态主要为腐殖酸结合态、强有机结合态和残渣态,生物可直接利用形态的硒约占3％。研究区稻谷、茶叶对硒的平均富集系数分别为0.21和0.08,采集的水稻样品全部达到富硒标准,具有良好的富硒产业开发优势。     

乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应研究

对乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应分析可知,以硒含量大于等于0.4 mg/kg标准圈定富硒土壤面积约52.89 km^2,硒含量均值为0.78 mg/kg;富硒土壤中重金属元素含量较低,养分元素含量适量丰富,农作物富硒效应较好,安全性较高。通过对土壤中硒元素赋存状态分析,发现区内土壤中存在大量土壤缓效硒,潜在供硒能力较强,且对植物吸收有利的有效硒占比达4.02%;土壤中硒的有效性不仅取决于总硒的含量,还与土壤pH、有机质等有一定关系;农作物中硒的含量水平可能受土壤中有效硒、总硒、有机质、pH等多个因素综合影响。     

塔里木盆地热液活动地质地球化学特征及其对储层影响

塔里木盆地二叠纪时发生了强烈的岩浆-火山作用,与之相关的热液流体沿着断裂、裂缝以及不整合面活动,并与所经碳酸盐岩围岩发生反应,使围岩发生不同程度的溶蚀改造,主要表现在:1热液溶蚀和热褪色现象显著;2沉淀生成多种热液矿物组合,如萤石-石英组合、闪锌矿-绿泥石-方解石组合,重晶石-石英-黄铁矿-菱铁矿组合等;3热液作用区域碳酸盐岩成分发生了明显的变化,主要表现为Fe、Mn、Si等元素含量的升高,比正常灰岩高出几倍至几十倍。上述特点与岩溶作用和成岩溶蚀作用特征明显不同。对典型钻孔碳酸盐岩储层研究表明,无论灰岩还是白云岩,在热液作用下都会产生大量的微小溶蚀孔洞,储层物性得到明显的改善,因此热液作用是影响储层物性不可忽视的重要因素。