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石灰岩化学风化显著控制着其所在流域盆地的河水Sr同位素组成,进而制约全球Sr循环。然而,石灰岩化学风化过程中Sr同位素组成的变化特征及其控制机制的研究报道依旧很少。本文通过报道粤北地区一个典型石灰岩风化剖面的Sr同位素组成变化特征,试图探讨石灰岩化学风化过程中Sr同位素变化的控制机制。结果显示:该剖面上,~(87)Sr/~(86)Sr比值介于0.70979~0.72216之间;自剖面底部到顶部,~(87)Sr/~(86)Sr比值呈现出逐渐增大的趋势;Nd同位素组成比较均一(εNd(t)=–15.0±0.5)。研究区的潜在源区(如大气降水、地表水),其~(87)Sr/~(86)Sr比值明显低于该剖面上部的最大值,加之,该剖面的风化产物与典型的中国黄土剖面具有截然不同的Sr-Nd同位素组成,暗示了这些潜在源区的输入不大可能造成该剖面上Sr同位素组成发生显著的变化。该剖面上~(87)Sr/~(86)Sr比值与Sr含量之间呈现显著的负相关性(r=–0.95),暗示粤北石灰岩化学风化过程中Sr同位素的演化受控于碳酸盐矿物与硅酸盐矿物在抗风化强度以及Sr同位素组成方面的显著差异:相对硅酸盐矿物,碳酸盐矿物(如方解石)抗风化强度较弱,于是随着风化作用的进行,原岩中具有较低~(87)Sr/~(86)Sr比值的方解石中的Sr大量迁出剖面,而具有较高~(87)Sr/~(86)Sr比值的硅酸盐矿物中的Sr残留在风化产物中,因此,随着风化强度的增加,风化产物中的~(87)Sr/~(86)Sr比值呈现出逐渐增大的趋势。 相似文献
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柴达木察尔汗贝壳堤剖面Sr同位素及其环境意义 总被引：6，自引：0，他引：6
根据对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面酸不溶组分和酸溶组分的提取及其87Sr/86Sr的测定,结合沉积物中Rb/Sr的变化,指出Sr同位素组成特征可有效指示源区化学风化和沉积区古环境变化;依据酸溶组分中盐度指标Sr/Ca, Sr/Ba值与Sr同位素组成曲线的对比分析,揭示酸溶组分Sr同位素可以较好的指示水体形成时的盐度。通过分析贝壳堤剖面化学风化和部分盐度变化过程,探讨了研究区晚更新世39.6~ 17.1 ka BP(未经校正的AMS 14C测年结果,全文同)湖泊高湖面的演化历史。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>目前,白云岩的Mg同位素有望成为一种有力的手段来示踪白云岩化和古环境及古气候。但是,白云岩在后期成岩及风化过程中极易发生改变,有可能伴随着Mg同位素的变化。Geske[1]和Fantle等[2]对白云岩成岩过程中Mg同位素的分馏做了研究,对于其在后期风化过程中Mg同位素的分馏至今还未有研究。据此,我们系统研究了一白云岩的风化剖面的Mg同位素和Sr同位素,希望通过研究了解白云岩风化过程中Mg同位素的分馏机制,以及量化风化作用对于白云岩Mg同位素的影响程度。根据δ26Mg和87Sr/86Sr 相似文献
4.
热带地区火山岛/岛弧的化学风化对全球碳循环和海水的Sr同位素演化均有着重要的作用。文章对中国热带海南岛的玄武岩、花岗岩小流域和大河流域进行了河水、地下水、雨水以及基岩和沉积物的综合研究,分析了水样和固体样品的元素含量和Sr同位素比值。结果显示,河床沉积物的化学蚀变指数（CIA）与87Sr/86Sr之间存在着一定的变化关系,而这主要归因于沉积物的阶段性差异风化：风化早期阶段以黑云母占主导,87Sr/86Sr较高。此后斜长石开始风化,87Sr/86Sr逐渐下降。在风化程度中等阶段,斜长石大量分解后,各种富钾矿物风化加剧,87Sr/86Sr值升至最高点。在高风化程度阶段,随着富钾矿物逐渐减少,稳定的风化残余物质占据主导,87Sr/86Sr值逐渐下降。与年轻的活火山岛——加勒比海小安的列斯群岛和印度洋的留尼汪岛相比（其地下化学风化速率2~5倍于地表风化速率）,由于相对较低的降水量和老死火山低的孔隙度,海南岛地下水的流量和固溶物总量（TDS）要低的多,导致海南岛的地下化学风化速率低于地表风化速率,仅与高纬的俄罗斯堪察加活火山岛相近,为小安的列斯群岛和留尼汪岛的约6%~25%,属于全球地下风化贡献最低的区域之一。海南岛玄武岩区的地表化学风化和CO2消耗速率高于法国中央高原和西伯利亚,略低于夏威夷和德干,而显著小于东南亚的爪哇岛和
吕宋岛。在温度相近的条件下,径流量对化学风化速率有着非常明显的控制作用。由于较低的年径流量,热带区域的海南岛,其对大气CO2的消耗能力只是处于一个全球平均的范围内。 相似文献
5.
塔中地区寒武系-奥陶系碳酸盐岩Sr元素和Sr同位素特征 总被引：5，自引：3，他引：2
使用VG354固体同位素质谱仪对中1、中4井的25个碳酸盐岩样品做了Sr同位素测试, 并利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS) 对塔中地区4口井共109个碳酸盐岩样品测试了Sr、Mn元素的含量.通过对Sr、Mn元素含量分析, 及中1、中4井碳酸盐岩的Sr同位素组成分析, 对比全球奥陶系海相碳酸盐的Sr同位素分析结果及演化趋势, 得出了如下认识: (1) 塔中地区奥陶纪87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素演化趋势基本一致, 具有随时间下降的总体趋势, 这与广阔陆表海和有关的沉积物对放射性成因锶的封存作用有关, 说明海平面变化和白云岩化作用仍然是该区海相碳酸盐岩锶同位素组成与演化的主要控制因素; (2) 塔中地区早奥陶世的87Sr/86Sr比值与全球海水Sr同位素比值相当, 说明该区早奥陶世碳酸盐岩成岩环境为正常海水, 且早奥陶世87Sr/86Sr比值有单调降低的规律, 说明与海平面变化有关; (3) 塔中地区晚奥陶世87Sr/86Sr比值比全球海水高, 其原因是白云岩化作用和晚奥陶世盆地抬升近地表水带来高87Sr/86Sr比值, 且晚奥陶世87Sr/86Sr比值为整体升高的趋势; (4) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Mn元素含量变化不大, 反映了塔中地区奥陶纪成岩环境主要为浅水相, 但也有深水相, 白云岩化对其影响不大; (5) 塔中地区奥陶纪碳酸盐岩中Sr元素含量变化较大, 反映该时期该区碳酸盐岩成岩流体主要为海水, 但也有混合水, 白云岩主要为Ⅲ类白云岩和Ⅰ类白云岩. 相似文献
6.
为研究微生物对磷灰石和方解石的差异风化作用,将一株黑曲霉(Aspergillus niger)和一株青霉(Penicillium sp.)分别培养在含有方解石和磷灰石混合物的培养基中,按不同时间取培养基上清液样品,测定其Ca2+、Sr2+含量及Sr同位素比值.测试结果显示培养基上清液的Sr同位素比值介于端元组分方解石与磷灰石的Sr同位素比值(0.70721-0.70861)之间.基于锶同位素组成的端元模式计算结果表明:在真菌培养前期,黑曲霉优先选择方解石进行风化,而青霉则优先风化磷灰石;随着培养时间的延长,青霉对方解石风化能力逐渐增强.应用Sr同位素方法可示踪识别微生物对不同矿物风化作用的差异性. 相似文献
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苏皖玄武岩土壤中风尘的识别及风化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
风尘传输与沉降影响生态系统和元素的生物地球化学循环,对其在成壤作用中的识别与贡献进行研究有重要意义。文章选择在非风尘沉降区的苏皖玄武岩台地典型的两个风化剖面（安徽明光梅花村和江苏盱眙宝塔村）和部分表土及水系沉积物样品,系统分析主要矿物、粘土矿物、常量元素、微量元素及Sr、Nd同位素组成。结果显示,玄武岩基岩基本由斜长石和辉石组成,而风化基岩则主要由蒙脱石构成,风化土壤则出现基岩和风化基岩中未出现的石英、伊利石等风尘特征矿物;基岩和风化基岩以高Mg,低Si、K,无Eu异常等特征,风化土壤则以高Si、K,低Mg,负Eu异常等特征;基岩和风化基岩的εNd偏正,86Sr/87Sr值较低,而风化土壤εNd偏负,86Sr/87Sr值较高;各种证据都显示风尘对风化土壤有重要贡献,通过Nd同位素混合模式计算,风尘对土壤的贡献达60%以上。玄武岩风化表现为完全的蒙脱石化,为显著的去Ca、Mg作用,在梅花村剖面,表层土壤出现Ce负异常,而在下部层位出现Ce正异常,研究还发现在风尘的加积作用,土壤的Si、K含量得以上升。受相对较大的玄武岩台地高程差影响,玄武岩风化产物和沉降的风尘易被降水侵蚀,造成风化剖面较薄,促使玄武岩风化处于“供应限制”模式。本次工作为玄武岩的风化机制,风尘在元素地球化学循环中的作用等提供了新的地质证据。 相似文献
8.
峡东地区南华纪-寒武纪地层风化过程元素及Sr-Nd同位素演化特征及其地球化学意义 总被引：1，自引：0，他引：1
以峡东地区南华纪、震旦纪和寒武纪标准地层泥岩、冰碛泥岩、砂岩、灰岩和白云质灰岩及对应的风化土壤为研究对象, 分析了地层风化成土过程中不同元素的迁移行为, 根据剖面样品的Sr-Nd同位素组成变化, 探讨了其同位素体系的封闭性特征与应用意义.结果表明: (1) 不同岩性基岩在成土过程中的蚀变强度有明显的差异, 在相似地表条件下, 碳酸岩风化剖面的风化程度高于泥质岩和砂岩; (2) 通过对比稳定高场强Ti元素在基岩和风化剖面中的含量变化, 计算出土壤样品在风化过程中体积相对基岩发生的改变量, 进而计算出不同岩性基岩在风化过程中微量元素的绝对含量变化以探讨这些元素的活动规律.结果表明, 灰岩和白云质灰岩的风化剖面元素含量变化明显, 而在泥质岩风化过程中大多数元素保持了相对稳定, 说明沉积岩风化过程中元素的活动性特征明显地受到了原岩矿物组成的制约.风化过程中, 不同性质的元素的活动性差异明显, 其中亲硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo) 和大离子亲石元素(Rb、K、Sr、Ba) 在不同岩性的风化剖面中均表现出明显的元素含量变化, 而高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta) 含量则相对稳定; (3) 泥质岩风化形成的土壤层REE含量变化较小, 而碳酸岩风化土壤层REE含量发生了明显下降, 且其风化形成的土壤表现出LREE和HREE相对于MREE的富集.无论是碳酸岩或泥质岩风化形成的土壤, 均出现了明显的Eu负异常和Ce的正异常, 但在其原岩中这些异常并不存在或不明显; (4) 基岩与土壤剖面间Sr同位素组成和Rb/Sr比值存在明显差异, Rb-Sr同位素组成发生了明显的开放.所形成土壤层的Sr同位素组成受到2种因素的约束: 原岩性质和外来组成的Sr同位素比值.因此在总体上, 风化土壤的Sr同位素组成已不能代表基岩的Sr同位素组成; (5) 沉积岩风化过程中, 碳酸岩和泥质岩形成的风化土壤基本保持了原岩的Sm-Nd同位素组成特点, 由其组成所获得的Nd同位素亏损地幔模式年龄等能反映其原岩信息, 而近源沉积形成的砂岩和含砾冰碛泥岩所形成的土壤, 其Nd同位素组成则存在不同程度的改变. 相似文献
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天宝山铅锌矿床位于扬子地台西缘,为川滇黔铅锌矿集区具有代表性大型铅锌矿床,其金属储量(Pb+Zn)可达2.6Mt,铅锌品位10%～15%。本文在系统的分析流体包裹体和C、H、O、S、Pb、Sr同位素研究的基础上,确定其成矿物质来源、成矿流体性质及来源,并探讨其成矿机制。H-O同位素及流体包裹体研究表明,成矿流体具有中低温(均一温度峰值为140～200℃)及中低盐度(盐度峰值为6%～12% NaCleqv)的特征。灯影组白云岩与海相沉积碳酸盐岩的C、O同位素组成较为相似,热液方解石与含矿白云岩O同位素组成均稍低于灯影组白云岩,表明成矿流体中的CO_2可能来源于海相碳酸盐岩的溶解。矿区硫化物δ~(34)S值介于1.1‰～7.5‰之间,表明S主要来源于灯影组中硫酸盐热化学还原作用和岩浆硫的混合。矿石硫化物的Pb同位素比值在Pb演化图解上主要落入上地壳与造山带之间,表明Pb具有壳源特征,成矿物质来源主要来自于盖层沉积岩和基底地层。闪锌矿的~(87)Sr/~(86) Sr值(0.71099～0.71856)及热液方解石~(87)Sr/~(86) Sr值(0.71014～0.71169)均高于灯影组白云岩~(87)Sr/~(86) Sr值(0.70773～0.71026),表明成矿流体流经了具有高~(87)Sr/~(86) Sr值的基底地层,并与其发生水岩反应及同位素交换。 相似文献
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川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩成因——来自岩石结构与Sr同位素和Sr含量的证据 总被引：3，自引：1，他引：2
研究了川东北普光气田下三叠统飞仙关组白云岩储层的岩石结构Sr的含量和Sr同位素组成,讨论了它的成因,飞仙关组优质储层为成岩期埋藏交代白云化作用的产物,来自岩石结构和Sr同位素和Sr含量的证据包括如下几个方面:(1)与准同生白云岩比较,埋藏白云岩的岩石结构和Sr同位素和Sr含量地球化学特征与前者有显著差别;(2)飞仙关组所有各类碳酸盐岩(或矿物)具有早三叠世海水Sr同位素组成特征,~(87)Sr/~(86)Sr比值变化范围为0.706588～0.708187,覆盖了全球早三叠世海水Sr同位素的变化范围(0.7076～0.7078),平均值0.707656与全球早三叠世平均值(0.707743)基本一致;(3)埋藏白云岩~(87)Sr/86Sr比值变化范围为0.707122～0.707419,平均值0.707421,都略低于全球早三叠世海水Sr同位素变化范围和平均值,但与已报道的川东北早三叠世飞仙关期海水Sr同位素变化范围(0.707330～0.707383)和平均值(0.707350)都非常接近,说明白云石化流体具有强烈的川东北地区早三叠世飞仙关期海水Sr同位素组成特征;(4)综合岩石结构、Sr同位素和Sr含量地球化学特征,证明飞仙关组白云岩储层为成岩期埋藏交代作用产物,白云石化流体来自地层中高Sr和高盐度的海源地层水. 相似文献
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风化作用与金属污染讨论 总被引：3，自引：4，他引：3
张辉 《矿物岩石地球化学通报》2003,22(2):149-151
讨论了自然条件下岩石、矿物等化合物化学反应机理及主要制约因素，分析了自然界金属元素向环境释放的基本机制，强调水在金属元素从其原始载体——矿物、岩石进入环境过程中的作用。结合现实环境问题探讨和归纳了金属污染的自然成因和机制。 相似文献
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表生地球化学酸碱性风化,对矿体氧化露头成矿元素的滞留或流失、分散或次生富集具有明显的控制作用。本文讨论在不同的酸碱性风化条件下,成矿元素按其本身的地球化学性状,另行组成适合表生环境的稳定化合物或矿物。进行元素再分配。利用成矿元素的地化性状,对元素表生地化行迹顺向追踪其次生富集,逆向追踪原生矿的矿物组合和元素组合,从中提炼找矿信息,指示找矿评价工作。 相似文献
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Weathering: Toward a Fractal Quantifying 总被引：1，自引：0，他引：1
Klaudia Oleschko Jean-Francois Parrot Gerardo Ronquillo Sergey Shoba Georges Stoops Vera Marcelino 《Mathematical Geology》2004,36(5):607-627
Weathering occurs over a wide range of scales. To link features through these scales is a major challenge for interdisciplinary weathering studies. Fractal approach seems to be specially useful for this purpose. We introduce a multistep fractal weathering assessment scheme devoted to extract fractal weathering classifiers from texture analysis of the mineral's image. Our scheme enables to quantitatively estimate the global and local information about the geometry of the weathering pattern. This information is basic to develop geometrical indices of weathering, which can significantly enrich the common qualitative and semiquantitative weathering assessment schemes. To justify the fractal approach, a strong statistical self-similarity has been documented for both the weathering and fresh features of two common silica minerals: quartz and biogenic A-opal (phytolith) over four orders of length scales. The procedure is fast, drastically reduces thresholding bias, promises to be universal, it is valid for genetically different minerals and rock types, scale independent, and specially useful for monitoring the changes in the mineral's roughness during the alteration. Two of the proposed classifiers seem to be potentially useful for direct application in the field and be used by nonspecialist. 相似文献
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《International Geology Review》2012,54(12):2182-2183
Snow and ice are not chemically pure, as heretofore assumed, but are actually sedimentary rocks of variable petrography, which on weathering form loess-like deposits and coarse detritus. During active thaws these products wash into streams, leaving only large stones.-- W. Cookson. 相似文献
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Reverse Weathering in River-dominated Marginal Seas 总被引：1，自引：1，他引：0
In estuarine regions and marginal seas, reverse weathering refers to the formation of authigenic aluminosilicate and carbonate minerals promoted by large inputs of terrestrial weathering products and intense remineralization of Sedimentary Organic Carbon (SOC), which is opposite to land weathering process. Compared with the process in open ocean, the formation of authigenic aluminosilicate and carbonate minerals caused by reverse weathering in estuarine regions and marginal seas is rather rapid, playing an important role in the maintenance of ocean acidity and elements cycles. At present, there are two research methods regarding the reverse weathering process, i.e., direct observation and chemical detection. The first method is used to study the structure and chemical composition of authigenic minerals and the second is mainly used to do quantified studies of authigenic minerals. The reverse weathering is very important to the cycles of Si, C, major ions (F-, Li+, Na+, K+, Ca2+ and Mg2+), and alkali metal cations (Fe, Mn and Al) in marine environments, which promotes the burial of these elements in marine sediments. Due to large inputs of weathering products rich in Fe, Mn and Al oxides, precipitation of labile OC and biogenic silica, intense remineralization process and suboxic/anoxic conditions, estuarine and marginal seas are suitable sites for reverse weathering studies. The reverse weathering studies in sub-tropical and temperate estuaries should be emphasized in the future. 相似文献
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To the exclusion of other major atmospheric pollutants, sulfur dioxide is mainly responsible for attack upon dolomite. This article characterizes Laurel Dolomite on the basis of composition, texture, and porosity; describes the mechanism of the SO2 reaction with dolomite; and develops two equations for the prediction of the rate of decay of dolomite. Over a period of 120 yr nearly 3.57 mm surface reduction at protected areas and 0.915 mm surface reduction at unprotected surfaces of a building in Louisville was calculated. However, these values could not be verified because measurement of these quantities in the field cannot be made.Dr. Caner-Saltik worked at the University of Louisville during her sabbatical leave from Middle East Technical University, Ankara, Turkey from September 1989 to August 1990 as a Fulbright scholar. 相似文献
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Tariq M. Bhatti Jerry M. Bigham Antti Vuorinen Olli H. Tuovinen 《International Journal of Mineral Processing》2011,98(1-2):30-34
The purpose of this study was to examine structural alterations of finely ground phlogopite, a trioctahedral mica, when exposed to acid, iron- and sulfate-rich solutions typical of bioleaching systems. Phlogopite suspensions were supplemented with ferrous sulfate and incubated with iron- and sulfur-oxidizing bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans) at 22 °C. As bacteria oxidized ferrous iron, ferric iron thus formed partially precipitated as K-jarosite. K-jarosite precipitation was contingent on the preceding ferrous iron oxidation by bacteria and the release of interlayer-K from phlogopite. This chemically and microbially induced weathering involved alteration of phlogopite to a mixed layer structure that included expansible vermiculite. The extent of phlogopite weathering and structure expansion varied with duration of the contact, concentration of ferrous iron and phlogopite, and the presence of monovalent cations (NH4+, K+, or Na+) in the culture solution. NH4+ and K+ ions (100 mM) added to culture suspensions precipitated as jarosite and thereby effectively prevented the loss of interlayer-K and structural alteration of phlogopite. Additional Na+ (100 mM) was insufficient to precipitate ferric iron as natrojarosite and therefore the precipitation was coupled with interlayer-K released from phlogopite. When ferrous iron was replaced with elemental sulfur as the substrate for A. ferrooxidans, the weathering of phlogopite was based on chemical dissolution without structural interstratification. The results demonstrate that iron oxidation and the concentration and composition of monovalent ions can have an effect on mineral weathering in leaching systems that involve contact of phlogopite and other mica minerals with acid leach solutions. 相似文献
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Weathering and weathering rates of natural stone 总被引：3，自引：0，他引：3
Erhard M. Winkler 《Environmental Geology》1987,9(2):85-92
Physical and chemical weathering were studied as separate processes in the past. Recent research, however, shows that most
processes are physicochemical in nature. The rates at which calcite and silica weather by dissolution are dependent on the
regional and local climatic environment. The weathering of silicate rocks leaves discolored margins and rinds, a function
of the rocks' permeability and of the climatic parameters. Salt action, the greatest disruptive factor, is complex and not
yet fully understood in all its phases, but some of the causes of disruption are crystallization pressure, hydration pressure,
and hygroscopic attraction of excess moisture.
The decay of marble is complex, an interaction between disolution, crack-corrosion, and expansion-contraction cycies triggered
by the release of residual stresses. Thin spalls of granites commonly found near the street level of buildings are generally
caused by a combination of stress relief and salt action. To study and determine weathering rates of a variety of commercial
stones, the National Bureau of Standards erected a Stone Exposure Test Wall in 1948. Of the many types of stone represented,
only a few fossiliferous limestones permit a valid measurement of surface reduction in a polluted urban environment. 相似文献
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一株岩生真菌对方解石的风化作用 总被引：2，自引：0，他引：2
选用一株从碳酸盐岩表面分离的真菌,研究了实验条件下该真菌对方解石的风化作用.通过检测风化培养基与对照培养基的pH值、Ca2+浓度、挥发性代谢产物以及分析真菌一矿物相互作用过程中的矿物表面微观形态变化,研究该真菌对方解石的风化过程和作用机理.结果表明:在实验条件下该真菌对方解石具有较强的风化作用,风化培养基上清液中的Ca2+浓度分别是死菌对照的3.98倍和纯水对照的13.73倍;该真菌生长过程中会分泌有机酸和醇类等代谢产物,真菌和矿粉之间会形成菌体-矿物聚集体或复合体,促进方解石的风化.分析认为该真菌对方解石的风化作用包括机械破坏,代谢产物溶蚀、络合作用以及多种因素之间的协同作用. 相似文献