《微生物在錳礦物形成和轉變中的作用及其成礦意義》是依託南京大學，由陸現彩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微生物在錳礦物形成和轉變中的作用及其成礦意義
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陸現彩
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微生物-礦物相互作用影響著多種元素的表生地球化學過程，微生物成因的錳礦物有著重要的環境意義和資源價值。本項目擬選擇前寒武紀沉積錳礦層和富菱錳礦層現代風化產物為研究對象，從礦物學的角度研究富錳沉積物中的微生物礦化現象和表生變化過程。擬通過野外地質考察、典型樣品的精細礦物學分析，重點研究富錳沉積地層（礦石）中與微生物活動有關的錳礦物的類型、組合、成因、空間分布和形成次序；通過錳氧化細菌氧化分解菱錳礦和溶液中Mn(II)的模擬實驗和分子動力學模擬，研究微生物-錳礦物相互作用的動力學過程和微觀機制，並考察有機質、鐵的含量和氧化還原電位等的影響，討論有利於錳元素微生物礦化的地質條件；結合錳礦物的熱力學性質的計算，揭示微生物成因錳礦物形成和物相轉變的動力學機制，並探討其成礦意義。
結題摘要
本項目按照計畫書的設計，以微生物-礦物相互作用為研究主題，針對錳礦物的微生物礦化和風化及其環境地球化學意義開展了系統的實驗模擬和地質樣品分析工作，從礦物學的角度揭示了錳的微生物氧化作用、產物及其控制重金屬活動性的機制。主要進展包括三個方面：（1）廣西東平錳礦的礦石礦物主要為含錳碳酸鹽，存在MnCO3-CaCO3的固溶體相，其形成過程與多種金屬硫化物的沉澱存在成因聯繫；在後期風化過程主要為Mn(II)礦物的氧化作用，形成大量Mn（IV）氧化物，其間存在微生物參與的現象。（2）基於錳氧化細菌氧化分解菱錳礦和溶液中Mn(II)的模擬實驗，揭示了研究微生物-錳礦物相互作用的動力學過程和礦物相的轉變路徑，從微觀上揭示了微生物膜在Mn氧化過程中的重要貢獻；同時，還分析了環境溶液中存在的離子對錳物相轉變的影響。（3）以南京棲霞山地表錳帽為研究對象，揭示了不同礦物相固定重金屬的能力，除發現錳氧化物更富集砷之外，還首次發現了富錳赤鐵礦極端富集砷的現象，並進一步分析了砷的價態和表面絡合形式。並以此為基礎，通過合成試驗，揭示了錳礦物氧化砷的機制和環境效應。在項目執行期間，共發表論文10篇，其中SCI論文6篇；項目支持了4名研究生的學位論文工作，已畢業碩士研究生1名。
