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1.
本文研究了盐场海芽孢杆菌(Marinibacilluscampisalis)与大洋铁锰结核的相互作用过程,以及海洋微生物在铁锰结核形成中的作用。实验选取从深海沉积物中分离培养的盐场海芽孢杆菌(Marinibacillus campisalis)和大洋铁锰结核样品进行相互作用实验,设置有菌组和无菌组,培养过程中间隔取样分析。运用X射线荧光光谱(XRF)分析测定大洋铁锰结核元素组成,通过电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定反应过程中Fe、Mn、Co、Ni、Cu等离子浓度的变化,通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察并分析微生物表面情况,利用X射线衍射(XRD)分析手段测定铁锰结核矿物组成的变化。实验进行1天内细菌处于对数生长期,有菌组的Fe、Mn等离子浓度增加; 2—7天内细菌处于稳定期, Fe、Mn等离子浓度有一定程度降低,但总体浓度均大于无菌组的离子浓度,金属离子被吸附在菌体表面,新形成了简单的含Fe化合物和矿物;实验结束后,XRD分析结果显示样品的矿物含量,如菱铁矿、赤铁矿和针铁矿等有轻微程度的增加。研究表明盐场海芽孢杆菌(Marinibacilluscampisalis)能够促进释放铁锰结核中的Fe、Mn等元素,同时对释放出的金属离子又有富集作用,并能够诱导新矿物的形成。本研究为深入了解铁锰结核的生物成因提供了新的依据。 相似文献
2.
为了解海洋微生物的生物矿化作用在大洋铁锰结核形成过程中的意义,选取芽孢八叠球菌作为实验菌株,通过实验室模拟中性有氧环境下的生物矿化实验,测定了Fe生物矿化过程中Fe离子浓度与价态的变化、细菌表面形态与矿物成分的变化。反应过程中,通过与死菌对照组和空白对照组的对比研究,有菌实验组的总Fe浓度、Fe2+浓度和Fe3+浓度下降最快,尤其是在前24 h。TEM照片显示细菌表面有明显的矿物颗粒生成,对这些矿物颗粒进行EDS分析测定,推测为Fe的氧化物或氢氧化物。实验结果表明,以芽孢八叠球菌为代表的海洋微生物在中性有氧条件下,通过主被动相结合的过程,对Fe产生了明显的矿化作用,揭示了微生物矿化作用对大洋铁锰结核形成的贡献。 相似文献
3.
东海北部铁质结核的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
朱而勤 《山东海洋学院学报》1983,13(3):73-80,i005,i006
大洋的铁锰结核由于它具有巨大的潜在的经济意义，已成为各国科学工作者研究的热门课题。在浅海和一些湖泊内也发现过特征不同的铁锰结核，对它们的研究有助于阐明大洋铁锰结核的成因；而且不同价态的铁锰自生矿物是划分地球化学相的重要标志，搞清它们的分布和形成条件对恢复古地理环境有一定意义。 相似文献
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深海嗜热异化铁还原菌Caloranaerobacter ferrireducens DY22619T对不同铁氧化物的铁还原特性 总被引：1，自引：0，他引：1
异化铁还原微生物在铁元素的地球化学循环中具有重要意义。深海热液活动是大洋铁元素的重要来源,目前深海热液环境中铁代谢相关微生物研究很少。本文对一株分离自深海热液区的嗜热异化铁还原菌新种Caloranaerobacter ferrireducens DY22619T的铁还原特性进行分析,比较了该菌对无定形羟基氧化铁、无定形铁氧化物和针铁矿3种不同铁氧化物的铁还原速率;并利用透射电镜对矿化产物进行矿物形貌、组成元素和晶型的分析。研究发现该菌生长在指数期至稳定期时,铁还原速率最快,其中对无定形羟基氧化铁和无定形铁氧化物的还原速率较高,达2.82 μmol/h和2.15 μmol/h;透射电镜结果表明,该菌可将3种不同胞外铁氧化物均还原矿化形成颗粒状磁铁矿,由针铁矿矿化形成的磁铁矿少但粒径最大,而由无定形铁氧化物形成的磁铁矿晶面不同于另外两种铁氧化物。结果表明,该菌有很强的铁还原和矿化能力,能厌氧呼吸还原三价铁氧化物,但是铁氧化物的性质对该菌胞外铁还原能力和矿化形成的磁铁矿的性质有重要影响。本研究为认识深海热液环境中异化铁还原菌在铁元素的地球化学循环和生物成矿过程提供了参考。 相似文献
5.
海山微生物多样性研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
随着深海海山区域生物多样性的发现,人们越来越关注深海微生物的研究。海山山脉火山活跃部分具有非常广泛的特殊微生物栖息环境,因此成为人们研究海山微生物多样性的热点。但从现有报道来看,我们对海山微生物的了解还很少。作者主要针对海山、尤其是西太平洋深海海山的类型及其微生物群落(包括对铁、硫循环起指示作用的特殊群落)的研究进展进行综述。在这些研究中,通过基于SSU rDNA克隆测序、T-RFLP、系统发育比较等培养与非培养分析手段发现,西太平洋深海火山活跃海山周围具有比较高的环境多样性与特殊微生物类群多样性,其中ζ变形菌纲(ζ-proteobacteria)和/或ε变形菌纲(ε-proteobacteria)微生物是最普遍的类别。这些研究对于进一步开展其他海山的地质形成过程及微生物栖息环境与类群研究具有较大的指导意义。 相似文献
6.
本文通过对太平洋北部17个站位铁锰结核、间隙水、沉积物和细菌资料的初步研究表明:研究区铁锰结核中Mn主要来自间隙水中Mn~(m )的扩散,而间隙水中Mn~(2 )主要来自沉积物中Mn~(4 ),在细菌的媒介下,参加了沉积物中有机碳的矿化反应,接收了沉积物中某些有机物的电子后被还原。因而提出细菌在太平洋铁锰结核生长及形成过程中起了重要作用。 相似文献
7.
南海铁锰结核(壳)的地球化学特征 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了南海中部铁锰结核(壳)的地球化学特征。南海铁锰结核(壳)以高Mn富Ni为特征。但不同沉积部位的铁锰结核(壳),化学成分也有一定的差异,这是受不同沉积区的物源特性,地化环境差异和沉积成矿过程中环境的变化所影响的结果。 相似文献
8.
《热带海洋学报》2017,(2)
为了解南海北部不同海域铁锰结核中常微量、稀土元素的赋存特点及其富集机制,采用化学淋滤法提取南海北部上陆坡、下陆坡、深海盆3个区域铁锰结核的碳酸盐相、铁锰氧化相、残渣相组分,测定了常微量元素、稀土元素含量,揭示了不同相的元素赋存状态及其意义。Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)判别图表明,上陆坡铁锰结核属于与冷泉流体相关的水成成因类型;下陆坡区和深海盆的铁锰结核形成环境相似,属于典型的水成成因类型。结核中K、Ca、Na、Mg、Sr主要富集在碳酸盐相,Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb主要赋存在铁锰氧化物相,Al、Ti和Mo主要出现在残渣相。常微量元素赋存状态变化受多种因素影响,钙质生物生产力的强弱和钙质生物碎屑的稀释作用是影响铁锰结核中碳酸盐相态元素变化的重要原因。铁锰结核的稀土元素主要富集在铁锰氧化物相,其次在碳酸盐相,而在残渣相的相对含量极少。不同海区铁锰结核稀土元素进入碳酸盐相的成因和机制基本相似,下陆坡和深海盆铁锰结核残渣相稀土元素配分模式相似,而与上陆坡铁锰结核的明显不同,残渣物质的来源、结核生长环境的氧化还原状态差异是主要影响因素。研究成果可为深入研究铁锰结核的元素迁移与转化、成矿作用与成矿物质来源及其相关的沉积环境、资源潜力评价等提供重要的基础资料。 相似文献
9.
针对锰结核焦炭还原熔炼成本高、焦炭生产过程环境污染严重等问题,作者提出了锰结核以煤代焦还原熔炼新工艺,对减少锰结核冶炼环境污染、降低冶炼成本,具有积极意义。以东北太平洋中部深海锰结核为原料,对还原温度、还原时间、硅石加入量、无烟煤加入量对锰结核中Co、Ni、Cu、Fe、Mn回收率的影响进行了研究。结果表明：500 g锰结核矿样加入60 g无烟煤粉、5 g硅石粉,在1 300℃下反应40 min,Co、Ni、Cu、Fe进入合金的回收率分别为99.49%、99.83%、98.59%、97.39%,Mn进入渣中的回收率为97.84%。 相似文献
10.
采用从深海沉积物样品中分离培养的海洋微生物,分别进行几种海洋细菌（Jeotgalibacillus sp., Paenisporosarcina sp.,Sulfitobacter sp.）对稀土元素Ce的富集成矿过程的模拟实验。实验过程中利用ICP-MS、SEM、TEM等分析测试手段考察了微生物与稀土元素的相互作用过程。结果表明,三种海洋细菌对稀土Ce都有吸附富集作用,海洋细菌吸附富集稀土元素Ce的效率主要与细菌密度和稀土元素浓度有关,不同的海洋细菌对稀土元素的富集能力也有所不同。海洋细菌吸附富集稀土Ce并矿化的过程中,稀土元素Ce首先被吸附在细胞表面形成成核点,随后在细胞表面被矿化形成含稀土Ce的非晶相结构的矿物颗粒。通过考察海洋细菌对稀土Ce的生物成矿过程,进一步探讨了海洋微生物富集稀土成矿的过程和作用机制。 相似文献
11.
利用微区XRF技术的大洋固体矿产成分快速无损检测 总被引：1，自引：0，他引：1
深海固体矿产主要由铁锰结核、富钴结壳和多金属热液硫化物组成,元素在矿产中原位的分布和含量,对了解矿物成因、品位以及评估其经济价值有重要指示作用。本研究利用微区XRF分析技术对铁锰结核、富钴结壳、热液硫化物3种大洋类型矿产样品,进行高分辨、原位和无损的多元素空间分布检测,结果显示了不同元素在3种类型矿物中的空间分布特征。通过对测试数据进一步处理和优化成图流程,可以获得特定元素在矿物中半定量分布图,并对不同元素在矿物空间分布的差异性和相关性进行对比分析,从而建立一种肉眼可见的测试大洋矿产资源样品中元素原位分布的新方法。 相似文献
12.
运用分形理论,通过建立不同的相空间,计算了东太平洋多金属结核中的铁、锰元素的时间序列在各相空间中的关联分维,并与其在沉积物岩心中的关联分维进行了对比.通过研究发现,多金属结核中铁、锰元素和沉积物中Fe2O3及MnO在分形演化过程中均存在分维吸引子,认为沉积物中的Fe2O3和MnO可以用3个变量来描述,它们可能代表了火山、生物和陆地的三种来源,而描述结核中的铁、锰元素却需要14个变量,反映多金属结核中铁、锰元素的来源和/或赋存非常复杂,至少有14个因素在起作用,可能暗示了结核在形成过程中存在复杂的生物化学作用,为多金属结核的生物成因提供了间接的数学证据,同时也合理解释了结核生长结构所具有的自相似韵律现象. 相似文献
13.
Chemical extraction techniques show that the majority of the arsenic in North Atlantic deep-sea sediments is associated with an iron phase compositionally similar to that found in deep-sea ferromanganese nodules (As/Fe ～ 11 · 10?4) and is probably of seawater origin. Some sediments also contain As associated with Fe oxides produced by continental weathering. A minority (～8%) of the arsenic is of detrital origin but is not associated with Fe or Mn oxides; it has a content (1.7 ppm) similar to the average crustal abundance. In the Eastern Mediterranean Sea, near-shore sediments contain As associated with land-derived Fe oxides (As/Fe ～ 2 · 10?4), but As/Fe ratios increase to ～ 13 · 10?4 in deep-sea sediments as the contribution of seawater derived arsenic becomes dominant. Arsenic is enriched in metalliferous sediments (As/Fe ～ 20?50 · 10?4) but As/P ratios of metalliferous sediments, deep-sea ferromanganese nodules and deep-ocean water are all similar. Although a hydrothermal contribution cannot be discounted, it is likely that the arsenic is also of seawater origin, suggesting that hydrothermal iron oxyhydroxides remove As more efficiently from seawater than do iron phases (goethite) in deep-sea sediments and nodules. Arsenic accumulates in deep-sea sediments (～ 6 μg cm?2 10?3 yr?1) at sediments (～ 120 μg cm?2 10?3 yr?1) at rate sufficient to balance river input input (～3 · 1010 g yr?1). These estimates give an oceanic residence time for arsenic of 1–2 · 105 yr. 相似文献
14.
An average sample of ferromanganese nodules from Riga Bay was investigated by analytical electron microscopy coupled with atomic absorption, neutron activation, and ICP-MS methods. It is established that the nodules consist of colloform and poorly crystallized Fe and Mn hydroxides with an admixture of dispersed inclusions of better crystallized particles allowing revealing their mineralogical nature by the microdiffraction method. The major mineral phases are ferroxigite and Fe-vernadite with subordinate magnetite, asbolane, and todorokite. The chemical composition of the nodules is dominated by iron followed by cobalt and lead, while nickel, molybdenum, and tungsten associate with the manganese phase. The concentration of several minor elements in the Riga Bay nodules is slightly lower as compared with their average values for the entire Baltic Sea; some elements such as silver, bismuth, cadmium, niobium, tin, and thallium were never analyzed before. 相似文献
15.
研究旨在提出深海多金属结核生长的数值模拟方法,以获取典型的结核宏观形貌,为后续结核输运过程的冲击碎裂仿真提供几何模型。根据已有的深海多金属结核采样研究结果,假定矿物沉积速率满足正态分布。将多阶段时变随机沉积模型嵌入ABAQUS UMESHMOTION子程序中,通过控制网格节点移动实现了结核多阶段随机生长模拟,给出了结核不同生长阶段的外形及截面特性模拟结果。分析了鱼骨、鲨鱼牙齿、板岩、鹅卵石等典型不同核心物质及矿物沉积速率变异性对结核生长过程的影响,确定了核心物质在海床淤泥中埋置深度对结核生长形态的影响。研究表明：基于网格节点移动的结核生长模拟技术可有效处理结核几何拓扑变化较小的生长过程,核心物质的初始形状及其在海床上的埋置深度是影响结核形貌的主要原因,而矿物沉积速率的变异性则主要影响结核表面的光滑度。 相似文献
16.
The elemental composition of ferromanganese sedimentary structures from the bottom of Lake Baikal represented by nodules and
crusts, as well as the enclosing sediments, have been studied by the atomic absorption, chemical, and ICP-MS methods. It is
established that the contents of the rock-forming and accompanying elements in them are highly variable. In this connection,
the examined samples are divided in two groups differing by their Mn/Fe values. In most of the samples, they range from 0.01
to 0.1, although some of the ferromanganese structures or their parts are substantially enriched in manganese. The contents
of most of the rare and dispersed elements in the ferromanganese structures are usually at the background level, although
the samples maximally enriched in iron or manganese are characterized by relatively high copper, nickel, cobalt, vanadium,
zinc, and molybdenum concentrations. 相似文献
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南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集 总被引：1，自引：0，他引：1
海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。 相似文献
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南海铁锰结核(壳)的元素地球化学研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用南海11个铁锰结核(壳)样品的化学分析资料,研究了铁锰结核(壳)中Fe,Mn,Cu,Co,Ni,Pb,Zn,Cr,K,Na,Ca,Mg,Si,P,Al,Ti,Sr,Ba及∑REE的元素地球化学特征。结果表明:(1)铁锰结核(壳)以高Fe,∑REE,低Mn,Cu,Co,Ni等元素为主要特征;(2)铁锰结核(壳)中Fe,Mn间无明显相关,而Fe与∑REE,∑Ce,∑Y呈弱的正相关,Mn与∑REE,∑Ce,∑Y呈明显的正相关,结壳中Fe,Mn与Si,Al,Cu Co Ni呈负相关;(3)结核(壳)中Mn/Fe与Cu/Ni,Ce/La呈负相关,Mn/Fe主要受Mn控制;(4)结核(壳)中Fe,∑REE等元素主要来自南海陆源中酸性岩类的风化、淋滤和沉积。 相似文献