微生物作用下球狀碳酸鹽礦物的形成過程研究.pdf

1、球狀碳酸鹽礦物廣泛地存在于土壤和沉積環(huán)境中，與微生物活動(dòng)有著密切的關(guān)系。甚至在火星隕石上，也存在著微生物參與球狀碳酸鹽礦物形成的線索。因此，對(duì)微生物作用下球狀碳酸鹽礦物形成過程的動(dòng)態(tài)研究以及對(duì)各種過渡形態(tài)的總結(jié)是了解球狀碳酸鹽礦物形成機(jī)理的關(guān)鍵，并可為判斷微生物活動(dòng)遺留的地質(zhì)痕跡提供依據(jù)。
　　 以往研究證明不少微生物類群具有形成球狀碳酸鹽礦物的能力。然而，大多數(shù)研究只對(duì)球形、啞鈴形以及其他一些過渡形態(tài)進(jìn)行了靜態(tài)描述。而在其形成

2、過程的研究方面，目前還僅限于少數(shù)幾種微生物。
　　 針對(duì)前人研究中的不足，本文利用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡分別對(duì)混合菌以及兩株純菌（Citrobacter freundii和Clostridium sp.）作用下球狀碳酸鹽礦物的形成過程進(jìn)行了跟蹤觀察。本文通過對(duì)礦物從納米發(fā)展到幾十微米過程的觀察，比較全面地對(duì)礦物的中間和最終形態(tài)進(jìn)行了總結(jié)，建立起了前后發(fā)展的關(guān)系，并對(duì)形成過程及過渡形態(tài)的轉(zhuǎn)變進(jìn)行了解釋。主要研究結(jié)果如下：
　

3、　 (1)本文首次證實(shí)Citrobacter freundii和Clostridium sp.能夠誘導(dǎo)形成碳酸鹽礦物。
　　 (2)純菌成礦實(shí)驗(yàn)不但證實(shí)了礦物的“啞鈴-花菜-球狀”以及“花形閉合-球狀”這些經(jīng)典發(fā)展過程，而且觀察到了其它比較少見的過渡形態(tài)：紡錘形、十字形和檸檬形。
　　 (3)純菌成礦跟蹤實(shí)驗(yàn)證明，本文中球狀碳酸鹽礦物的形成遵循“白組裝”模式：納米晶體在有機(jī)物質(zhì)的包裹下逐漸聚集，經(jīng)歷一些過渡形態(tài)后，最終

4、生長(zhǎng)成為具有菱形表面紋理和輻射狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)的球狀礦物集合體（5μm～330μm)。
　　 (4)純菌成礦跟蹤實(shí)驗(yàn)還證明：本文中那些微小的粒狀晶體構(gòu)造(50 nm～300nm、300nm～2μm)并不是礦化的菌體，而是由更小的納米晶體聚集而成的。
　　 (5)5～65 d混合菌成礦實(shí)驗(yàn)的礦物成分中只有單水碳鈣石；35 d純菌（Citrobacterfreundii和Clostridium sp.）成礦實(shí)驗(yàn)生成的礦物主要是高鎂