微生物调控高镁方解石矿化的因素及其对白云石问题的启示
- 作者：黄亚蓉姚奇志李涵周根陶
- 会议时间：2014-10-01
- 关键词：白云石 ; 高镁方解石 ; 矿化行为 ; 微生物活动
- 作者单位：黄亚蓉,李涵,周根陶(中国科学院壳幔物质与环境重点实验室,中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026)姚奇志(中国科学技术大学化学与材料科学学院,合肥230026)
- 母体文献：2014年全国矿物科学与工程学术会议论文集
- 会议名称：2014年全国矿物科学与工程学术会议
- 会议地点：南京
- 主办单位：中国矿物岩石地球化学学会
- 语种：chi
- 分类号：X83;X79
摘要
微生物的代谢活动(包括硫酸盐还原作用,甲烷生成作用,有机质的好氧/厌氧氧化作用等) 以及代谢产物(包括无机盐,氨基酸,小分子有机酸等) 在白云石形成过程中的作用是研究的重点方向,但微生物在矿化过程中的确切作用仍未得知.广义的白云石可被认为是成分接近于理想白云石[CaMg(CO3)2],Mg/Ca比接近于1:1的方解石类质同象系列,其中高镁方解石是含MgCO3>4%的方解石.实验结果表明,希瓦氏菌及其代谢产物对镁方解石矿化的影响主要表现在两个方面,即对镁含量和形貌的调控。一方面,在Mg/Ca比较小的条件下,细菌代谢产物(上清液)中的有机质可能有利于降低镁离子的水合作用,促进镁离子进入方解石晶格中,从而有利于提高镁方解石中镁含量,并且镁含量随着Mg/Ca比的增加而增大;当Mg/Ca比过高,上清液中的有机质等组分不足以抑制镁离子的水合作用,矿化溶液中高浓度的水合镁离子进一步稳定了非晶碳酸钙,致使矿化产物以非晶态为主。另一方面,在可以得到镁方解石的Mg/Ca比条件下(Mg/Ca为1~6),细菌代谢产物(上清液)中的有机质与镁方解石特定晶面结合,改变了晶面生长速率,从而导致拉长的枕状或椭球状镁方解石的形成。值得注意的是,在希瓦氏菌代谢产物的影响下,实验得到了稳定的高镁方解石,且镁含量显著升高,同时产物形貌也与微生物白云石相似。这表明,广泛存在于海洋环境中的希瓦氏菌可能通过代谢作用对微生物白云石的形成发挥积极作用。结果有助于加深对微生物活动与高镁方解石形貌以及镁含量提高之间关系的理解,对于揭示现代以及历史时期低温白云石的形成机制具有启示意义。