核工业微生物学8章ppt课件.ppt

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1、第8章微生物地球化学成矿和探矿8.1微生物的成矿作用生物成矿作用是指生物在生存活动中，通过其生物物理作用，生物化学作用以及生物体的直接堆积作用等造成元素的迁移富集，从而形成各种不同类型沉积矿床的作用。微生物成矿作用是指微生物及其代谢作用所产生的有机质参与成矿或分异、聚集元素形成矿床或矿化菌体自身直接堆积形成有用矿产的作用。微生物成矿作为生物成矿作用一个分支是当今地学的前沿学科，是国际成矿作用研究领域的新动向、新热点。沉积阶段，微生物及其有机质的成矿作用包括：（1）沉积环境中微生物的吸收作用，微生物本身可以聚集数十种成矿元素，为矿

2、床提供部分矿源；（2）微生物的新陈代谢作用，微生物产生特殊的氧化还原条件，导致矿质的溶解、迁移或沉淀；（3）微生物形成含矿建造或直接形成矿石矿物；（4）微生物形成利于后期成矿的建造，如生物礁等；（5）生氰微生物形成氰化物对金的搬运作用；（6）生物分泌有机质与成矿元素作用；（7）有机质尤其是有机质与粘土矿物组合对成矿元素的吸附聚集；（8）为后期有机含矿流体的形成奠定一部分物质基础。成岩阶段，微生物及其有机质的成矿作用包括：（1）细菌降解有机质而解吸成矿元素或降解产物起还原作用；（2）细菌形成含矿质的草莓状黄铁矿或其它矿石矿物；（3

3、）细菌改变环境的物化条件，使矿质溶解、迁移或沉淀富集；（4）有机质对矿质的吸附、络合、还原作用；（5）提供有机含矿流体的来源。构造和变质作用阶段，微生物及其有机质的成矿作用包括：（1）黑色岩系易形成构造破碎带，导致了常见的有机碳质物与构造带的紧密联系，为成矿提供储矿空间；（2）有机质演化过程中解吸成矿元素。成矿阶段，微生物及其有机质的成矿作用包括：（1）有机质与金属形成络合物起搬运作用；（2）有机质对成矿元素的吸附作用；（3）有机质对成矿元素的还原沉淀作用；（4）地下热卤水成因矿床、砂金矿床中的细菌作用；（5）一些金属矿物生物组

4、构的形成；（6）细菌、有机质对有机含矿流体性质的影响。风化阶段，微生物及其有机质的成矿作用包括：（1）细菌或生氰微生物的作用；（2）有机质的胶体特性和护胶作用；（3）腐殖酸对矿质的溶解搬运或沉淀富集作用。8.1.1微生物成矿作用方式1微生物直接聚集成矿元素的作用；2微生物改变环境物化条件的作用；3微生物通过产生有机质而参与成矿作用；4微生物通过新陈代谢作用把元素从一种状态转变为另一种状态。微生物在生命活动过程中，通过吸收、吸附、聚集、还原、沉淀成矿物质的一系列复杂的生物化学作用，使成矿元素聚集于细胞表面或细胞之内，微生物有机体再

5、经压缩、失水、陈化和分解，经初步结晶交代，以不改变生物结构为特点，形成某种金属矿物的生物有机胶体结构。微生物直接聚集成矿元素的作用微生物改变环境物化条件的作用微生物通过新陈代谢作用、酶的催化作用等改变环境的Eh、pH条件或发生氧化还原反应使矿质元素络合、沉积从而形成的矿床有菱锰矿、菱铁矿、泥晶磷块岩、黄铁矿、赤铁矿以及由于有机质(沥青)还原作用而形成的部分铀、汞、铜、镍、铝矿床等。微生物通过产生有机质而参与成矿作用微生物通过产生有机质在成矿元素的活化、迁移、沉淀和富集中起重要作用。8.1.2微生物成矿作用的研究微生物成矿作用的研

6、究一方面是在矿石中发现微生物或其产物，另一方面是要论证其中的微生物确实参与了矿床的形成。8.1.3控制铀成矿的基本因素8.1.4铀矿微生物成矿研究概况8.1.4.1铀矿床中与微生物成矿作用有关的地球化学元素的循环铀矿床中的微生物种类多、数量大,并且分布广泛。例如硫酸盐还原菌、硫杆菌(包括氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、脱氮硫杆菌等)、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、铁细菌等,这些细菌在矿床中的作用集中于参与铀矿床中S、N、Fe、U等元素的氧化还原循环过程,在矿床地球化学元素循环中起到不容忽视的作用。铀矿床中主要存在的

7、代表性硫杆菌为:氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxidans)、排硫硫杆菌(Thiobacillusthioparus)、脱氮硫杆菌(Thiobacillusdenitrificans)。硫杆菌中与铀的成矿相偶联并起到主要作用的是氧化亚铁硫杆菌,其在铀矿床中的作用有:微生物富集铀的作用方式：1.微生物通过改变物化条件富集铀；2.微生物通过直接聚集富集铀；8.1.5其它矿种微生物成矿作用研究8.1.5.1铁矿就铁矿而言，微生物的成矿作用是肯定的。沼

8、铁矿、湖铁矿和海相铁矿都曾被看作是细菌成因的，尤其是湖铁矿，支持其物理化学成因的资料实际上比支持生物成因的少。在前寒武纪条带状含铁建造中已发现了越来越多的微化石，目前至少有些含铁建造如加拿大的Biwabik、Kipalu、Temiscamie、Gunflint等