深海热液环境中的铁氧化菌及其矿化

深海热液系统极端的物理化学条件蕴育了完全不依赖于太阳光的独特生态系统,化能自养型微生物是支撑这些生态系繁荣的初级生产者.铁氧化菌是海底热液环境中常见的化能自养微生物之一,能够从低价态铁氧化成高价态铁的化学反应中获取代谢能量.它们对海底金属元素的地球化学循环过程、金属矿床的形成和堆积以及丰富热液生态系统功能等有重要的影响.介绍了深海热液环境中存在的铁氧化菌,以及它们的分类、氧化机理和与之伴生的生物矿化现象.     

微藻矿化去除Pb2+的研究

藻类作为水体中的初级生产力,通过生物积累、生物矿化等生理功能与环境中的重金属相互作用、对重金属地球生 物化学循环起到关键作用。为了探讨藻类生物矿化去除水体中重金属的现象,文中研究了淡水微藻FZUL-321对Pb2+的去除 及矿化。结果表明：微藻FZUL-321对Pb2+有较强的去除能力,且是一个快速去除的过程。随着Pb2+浓度增大,该微藻对Pb2+ 的去除效果也增大。在弱酸性条件下（pH5.0）,其去除Pb2+的效果较好。如在Pb2+初始浓度为100mg/L,pH5.0,去除时间 为40min,此时Pb2+的去除量为423.2×10-3干重。原子力显微镜（AFM）对细胞表面的形貌进行观察,发现微藻FZUL-321与 Pb2+作用后,细胞形貌和尺寸变化较大,如细胞褶皱并塌陷,细胞表面变得粗糙等。傅里叶红外光谱（FT-IR）结果表明藻 细胞表面的羧基、氨基和磷酸基团等官能团参与前期Pb2+的吸附沉淀。最终,通过一系列生化作用,微藻FZUL-321将离子 态的Pb2+矿化,X射线衍射（XRD）分析显示,矿化产物为Pb5(PO4)3OH。     

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。     

不同微生物诱导钙锶生物矿化的比较研究

为了研究并比较不同微生物在不同钙锶比条件下对钙锶生物矿化过程的调制作用,选取耐辐射奇球菌、酵母菌和大 肠杆菌作为模拟生物矿化的有机基质,通过SEM,FT-IR和XRD对钙锶矿物的形貌、晶型、晶粒尺寸进行表征分析。结果 表明：①当[Ca2+]/[Sr2+]=2时,不加微生物体系中形成的是文石型和柱状方解石型混合晶体,加入微生物组则形成纺锤状方 解石型晶体。此时3种微生物均能诱导锶离子进入碳酸钙晶格;②当[Ca2+]/[Sr2+]=1时,不加菌体系中形成条稀疏的纺锤状文 石型晶体。加入酵母菌和大肠杆菌的体系则形成紧密的纺锤状和簇状文石型晶体,它们能在一定程度上抑制锶离子进入碳 酸钙晶格。而加入耐辐射奇球菌体系形成菜花状方解石型晶体,其仍能诱导锶离子置换钙离子;③当[Ca2+]/[Sr2+]=1/2时,不 加菌体系中形成大小无规则聚集成团的文石型晶体。加3种微生物体系则形成纺锤状或簇状文石型晶体,它们会在一定程 度上抑制锶离子进入碳酸钙晶格。因此,在钙离子浓度较大时,更易形成方解石物相,在锶离子浓度较大时,更易形成文 石物相。     

洞穴次生碳酸盐沉积的Sr同位素组成研究：历史与前景

对洞穴次生碳酸盐沉积87Sr/86Sr比值的研究进行了回顾,对其潜在的应用前景作了展望。87Sr/86Sr是进行沉积物来源示踪的重要地球化学指标之一。在以往的研究中,根据洞穴次生碳酸盐沉积87Sr/86Sr的变化对一些可能的Sr来源的相对贡献进行了研究,并进一步对其蕴涵的气候环境演化意义进行了探讨。在未来的研究中,示踪物源仍然将是洞穴沉积87Sr/86Sr研究的主要功能。这一指标可能在对地表土壤的化学风化强度及其变化、东亚地区的大气粉尘活动和冬季风演化、岩溶地下水古水文演化研究等方面发挥重要作用。     

小球藻表面酯基屏蔽对钙锶生物矿化的影响

生物矿化作用是在有机基质全程参与调控与诱导下形成矿物的过程。本文以钙锶为研究对象,通过小球藻对钙锶的生物矿化诱导,探索钙锶形成稳定矿化体的条件和方法。通过SEM,FT-IR和XRD来考察小球藻表面基团酯基屏蔽前后对钙锶生物矿物的影响。结果表明:1锶离子浓度较高时,晶体更易生成文石结构;2钙离子浓度偏高时,则更偏爱方解石;3在小球藻的作用下,晶体的取向更易受浓度较大的离子的影响;4当屏蔽小球藻表面基团酯基后,钙离子及锶离子对晶体的成核取向上的调控能力减弱。简言之,小球藻表面基团酯基能促进晶型的转换,并且对晶体的形貌具有一定的调控能力     

菌藻对碳酸盐颗粒的泥晶化作用研究─以滇西保山地区下石炭统研究为例

碳酸盐颗粒泥晶化由真菌类和藻类的穿孔所引起，颗粒泥晶化可划分为四个阶段６种类型，泥晶套和泥晶铸型分别代表泥晶化的成长、成熟阶段。丰富的泥晶化颗粒为浅滩标志；泥晶化的深度与沉积速度成反比；泥晶化均匀程度与颗粒翻转次数成正比；颗粒泥晶化类型组合与风暴沉积有关；暴露环境出现溶蚀孔洞或负鲕。菌藻的泥晶化作用可加速海水及成岩压实作用对颗粒的破碎和细化并产生内碎屑和灰泥；鲕粒泥晶化后转变为辐射鲕和假鲕。     

菌藻对碳酸盐颗粒的泥晶化作用研究─以滇西保山地区下石炭统研究为例

碳酸盐颗粒泥晶化由真菌类和藻类的穿孔所引起，颗粒泥晶化可划分为四个阶段６种类型，泥晶套和泥晶铸型分别代表泥晶化的成长、成熟阶段。丰富的泥晶化颗粒为浅滩标志；泥晶化的深度与沉积速度成反比；泥晶化均匀程度与颗粒翻转次数成正比；颗粒泥晶化类型组合与风暴沉积有关；暴露环境出现溶蚀孔洞或负鲕。菌藻的泥晶化作用可加速海水及成岩压实作用对颗粒的破碎和细化并产生内碎屑和灰泥；鲕粒泥晶化后转变为辐射鲕和假鲕。     

不同种类微生物及其碳酸酐酶对CO_2-H_2O-碳酸盐系统中碳酸盐岩的溶蚀作用

以从西南岩溶地区土壤中筛选出来的产碳酸酐酶(CA)的典型细菌、真菌和放线菌为材料,研究比较了不同种类微生物及其CA对CO2-H2O-碳酸盐系统中碳酸盐岩的溶蚀作用。结果表明,实验所用的3种典型微生物均对石灰岩和白云岩有明显溶蚀作用,真菌的溶蚀效果最显著,而且微生物CA对石灰岩具有明显的酶促溶蚀效果。微生物对石灰岩的溶蚀能力强于白云岩,加入石灰岩的真菌试验组中Ca2+浓度比加入白云岩的真菌试验组高8.0%,而且,真菌CA对白云岩的溶蚀能力明显强于石灰岩。上述结果为研究微生物及其CA在岩溶碳汇中的作用提供了科学依据。     

Oxidation and Mineralization of Mn2+ Ions Mediated by Pseudomonas putida: Insights from an Experimental Study

The formation of manganese oxides in nature is commonly mediated by microorganisms.In this study,the mineralization of biogenic manganese oxidation mediated by Pseudomanas putida has been experimentally investigated by employing various characterization techniques,including SEM,FESEM,TEM,XRD,and STXM-NEXAFS.The results indicate that Mn~(2+) ions can be oxidized into Mn(Ⅳ) minerals(birnessite and pyrolusite) and Mn(Ⅲ) minerals(hausmannite and feitknechtite),successively.The primary products(birnessite and pyrolusite) further transformed into hausmannite and feitknechtite under Mn~(2+) ion-enriched conditions.However,birnessite and pyrolusite are the endproducts of the continuous microbial oxidation processes.These biogenic Mn oxides are poorly crystallized,which provides them with a high potential for usage in environmental restoration of contaminated soils and waters contaminated with heavy metals.The approaches employed in this study will also enrich genesis research of biological oxidation of Mn(Ⅱ) species in nature.     

碳酸钙颗粒的细菌诱导形成

为研究胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）在特定条件下能否诱导合成碳酸钙,作者采用胶质芽孢杆菌两种常用 基本培养基（有氮培养基和无氮培养基）,以磷灰石矿物为钙源,进行了利用胶质芽孢杆菌促进碳酸钙形成的实验,借助扫 描电镜（SEM）、能谱定量分析（EDS）和X-射线衍射（XRD）等手段观察分析形成碳酸钙的晶体结构和化学组成。结果表 明,胶质芽孢杆菌能促进碳酸钙晶体的形成,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中形成的碳酸钙多于无氮加磷矿粉的细菌培养 液,在有氮加磷矿粉的细菌培养液中观察到柱状碳酸钙的形成。作者认为,胶质芽孢杆菌通过其风化作用及较强的吸附功能, 利用其分泌的碳酸酐酶（CA）和溶解CO2在分解磷灰石的过程中促进了碳酸钙的形成。     

含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究

生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体,进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因 碳酸钙而言,普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的情 况下,仿生合成了非晶碳酸钙（Amorphous calcium carbonate,ACC）,运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、 傅里叶红外光谱（FTIR）和热重-差热分析（TG-DTA）等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示, 多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙,并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生 物矿化相关的生物大分子,特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成,同时也能暂时稳 定这些非晶前驱体相。     

萤石：Eu2+的发光及微结构

萤石掺杂Eu在还原气氛下灼烧可制备出发蓝色荧光的萤石 :Eu2 +晶体 ,该体系的发光为5d→ 4f跃迁发射。在萤石 :Eu2 +体系中对称程度较高的 [0 11]方向发现Eu或F点缺陷 ,但其对发光体整体发光影响不大 ;对发光有重要作用的是对称性较低的 [ l12 ]、[0 13]方向的Eu2 +及F晶簇。Eu2 +晶簇与基体界面会产生定域能级     

沸石对放射性核素Cs+,Sr2+的吸附阻滞作用

通过对新疆乌鲁木齐浅水河地区沸石的物化性质和工程特性(包括阳离子交换容量、孔结构、粒度组成、击实密度、渗透系数等)、活化处理以及对放射性核素C s ,S r2 吸附性能的研究,结果表明:该沸石的阳离子交换容量(CEC)达到97.9 m eq/100 g,在中性条件下最高为195.4 m eq/100 g;击实后的渗透系数为8.7×10-4m/s。沸石对溶液中的C s ,S r2 吸附量分别达到162.6×1-0 3和74.9×1-0 3,吸附效果优于内蒙高庙子膨润土矿。经过钠改性和铵改性处理后的沸石,对C s 的吸附量有不同程度的提高,最高达234.5×1-0 3;但对S r2 的吸附效果影响不大。溶液pH值对C s ,S r2 的吸附量有明显影响,中性和碱性环境更有利于沸石吸附作用的进行。     

玄武岩CO2矿化封存潜力评估方法研究现状及展望

二氧化碳地质封存是实现减排增汇的重要技术选择,能够将CO₂长期、安全地封存在地下岩层中。常规的CO₂封存地质体包括地下深部咸水层和枯竭油气藏,玄武岩是近年来逐渐受关注的新一类CO₂封存地质体,进一步丰富和拓展了CO₂地质封存的技术手段和碳汇潜力。封存潜力评估是CO₂地质封存技术发展的重要基础工作之一,文章系统梳理国内外玄武岩矿化封存潜力的评价方法,对比分析各类方法的原理机制和应用情景,并以冰岛活动裂谷带玄武岩为例应用、对比各类方法。研究认为目前玄武岩矿化封存潜力评估方法一般包括三类：(1)单位矿化法：基于玄武岩单位体积或单位反应面积的固碳量开展潜力评估;(2)矿物置换法：基于玄武岩中可固碳矿物的总量开展封存潜力评估;(3)孔隙充填法：基于CO₂矿化后产生次生矿物所占岩石孔隙体积比例的上限值开展封存潜力评估。单位矿化法的评估数据需进行系统的实验分析,增加了潜力评估的难度。当玄武岩储层孔隙度较大、可固碳矿物含量相对较小时,矿物置换法较为合适;反之,孔隙充填法更...     

不同环境条件对固定化细菌吸附低浓度Cd2+规律的影响

采用固定化技术将吸附重金属能力较强的优势细菌固定,然后将其对Cd²⁺进行吸附规律研究。结果表明：固定化细菌对Cd²⁺吸附是动态过程,120 min达到吸附平衡;随着重金属Cd²⁺浓度的增加,固定化细菌对其吸附量呈线性增加,而随着离子强度的增加,固定化细菌对其吸附量呈线性降低;当吸附体系pH=6时吸附量最大;环境温度对固定化细菌吸附影响不显著;共存Pb²⁺降低了固定化细菌对Cd²⁺的吸附量。     

Jiaodong Granitoids and Gold Mineralization

Ｊｉａｏｄｏｎｇ　Ｇｒａｎｉｔｏｉｄｓ　ａｎｄ　Ｇｏｌｄ　Ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ￥ＣｈｅｎＧｕａｎｇｙｕａｎ；ＳｕｎＤａｉｓｈｅｎｇ；ＳｈａｏＹｕｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉ...     

苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用:大陆板块汇聚边界的成矿作用

榴辉岩型钛矿床是重要的钛矿床类型之一。苏鲁超高压榴辉岩中的钛成矿作用以金红石型钛矿床为主,其中金红石以变质矿物中的包裹体、晶间颗粒或脉状形式出现。富钛石榴子石是金红石包裹体出溶的初始矿物。岩石地球化学研究表明,有利于金红石成矿的榴辉岩为高钛榴辉岩,其源岩为富钛基性岩。利用红外显微镜对金红石进行的流体包裹体研究表明,金红石中主要存在三类流体包裹体,即型H2O溶液包裹体、型CO2-H2O包裹体和型CH4包裹体,其中I型原生和假次生流体包裹体和型流体包裹体反映出的压力范围为0.6~1.3GPa,与榴辉岩角闪岩相退变质作用的压力相当,说明与这类金红石形成有关的变质流体源于榴辉岩退变质作用所释放的水。苏鲁地区超高压榴辉岩是华南—华北板块碰撞的结果,巨量陆壳物质俯冲—折返形成了多样式的高压—超高压岩石,与此同时也发生了以金红石为主要矿石矿物的钛成矿作用。综合矿物学、岩石学、地球化学等研究,我们提出大陆板块汇聚边界的钛成矿作用应该经历了原岩的初始富集、陆壳物质俯冲过程中钛的成矿作用、俯冲板块折返过程中钛的成矿作用和流体阶段的金红石成矿作用四个主要成矿阶段。     

天津市大地构造相与成矿

在板块构造理论指导下,对天津市大地构造相进行了系统的划分,全面地总结了天津成矿地质构造环境。各种矿床都是在大地构造演化过程中的特定大地构造相环境下形成的特殊地质体,成矿作用过程与大地构造演化密切相关。研究表明古弧盆相中的新太古代角闪斜长片麻岩中含铁矿残留透镜体;大陆裂谷相的长城纪含有比较重要的非金属矿产陶瓷土矿和含钾泥岩等;稳定型陆表海相沉积的中-新元古代水泥石灰岩矿、锰(硼)矿、砖瓦用页岩矿、铁矿等;印支晚期板内造山岩浆杂岩有岩浆矿床磷,岩浆期后热液矿床钨、金、重晶石等,接触交代(矽卡岩)矿床有钼、硫铁及铜矿等金属矿产;新生代地层为坳陷盆地相碎屑岩沉积,富含有丰富的油页岩、石油等矿产。本次工作的目的就是研究各级大地构造相单元与成矿构造体系及成矿类型的关系,建立大地构造相与成矿作用的时空及岩石构造组合关系。