地质微生物学及其发展方向

地质微生物学是在20世纪末发展起来的新的地学分支,主要研究地质环境中的微生物活动过程及其形成的各种地质地球化学记录。通过对现代及地质历史上的各种地质环境,包括极高温,高压,极端酸性,碱性,高盐度,极高放射性,地球深部等环境中微生物的生存和演化,及其和地质环境的相互作用而形成的各种地球化学记录的研究,探讨微生物在过去、现在和将来对生命活动最重要的元素(C,H,O,N,S,Fe等)在全球或局部尺度上的循环作用,从而对微生物的风化作用、成矿作用、地质环境下的微生物生态链及其环境的研究提供重要的科学证据。微生物与矿物的相互作用、极端环境下的微生物和生态及分子地质微生物学是当前地质微生物学研究的重要方向。     

极端环境下的微生物及其生物地球化学作用

极端微生物是地球生物圈的重要组成部分。极端微生物的地球化学定位在微生物学与地球化学以及一些相关学科的交叉点上,最近10年已经发展成为地质生物学研究的热门领域。对极端微生物的研究不仅有助于回答生命起源、生命极限、生命本质甚至其他生命形式等生命科学问题,而且其生物地球化学作用在地球系统科学研究中具有重大科学研究价值,对揭示生物圈与地圈协同演化的奥秘、认识生命与环境相互作用规律及地球的化学演化提供重要证据。总结了嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜压菌、嗜盐菌以及抗辐射菌的主要类群,论述了极端微生物适应环境的机制,探讨了极端微生物的生物地球化学意义。作者预测未来将会在生物标志化合物研究、同位素地球化学分析和分子生物学综合研究的基础上协同推进极端微生物地球化学学科的发展。     

冰冻圈微生物学：回顾与展望

冰冻圈是地球上的负温圈层。冰冻圈各个要素中生存的微生物是地球上生命多样性的重要组分,对这些生命体及其生长繁殖和起源演化规律的揭示,不仅极大地丰富着生命科学和冰冻圈科学,还为深入了解全球变化和地外生命提供重要线索。冰冻圈微生物学的发展也将造福于人类。在回顾冰冻圈微生物研究的基础上,提出冰冻圈微生物学的概念,为冰冻圈科学和微生物学发展提供新视角。     

实验地球化学

实验地球化学是一门新兴的地球化学的重要分支。随地球科学的不断发展,由揭示地球形成过程奥秘的需要,产生了实验地球化学。实验地球化学是在实验室内控制各种条件,人工地研究地球演化和形成各阶段的物质组成及其化学变化的学科。实验与地质现象结合探求地壳演化过程的内在联系,可为防止自然灾变及资源寻找提供可靠的理论依据。地球是一个开放及半开放体系,组分复杂、相态多样,其演化过程又是非平衡的不可逆过程。因此,实验研究的内     

现代大洋不同热液区地球化学特征及微生物成矿

生物圈将地球其他圈层有机地联系在一起。已有研究发现,地质与生物密切相关,地质过程为生物提供生活场所、能量和营养物质,生物活动改变地质过程,如微生物改变洋壳和海洋的化学组成,生物地球化学循环改变元素的迁移。研究发现,陆地上已发现的一些矿床,是生物成矿的或与生物作用有关。微生物在现代大洋中的多金属结核和结壳的形成起到重要作用。对大     

微量元素地球化学

微量元素地球化学是近代地球化学的一个重要分支学科,它是在地球化学的传统分支学科——元素地球化学基础上发展起来的。微量元素地球化学的产生和发展主要基于下述三方面背景:首先,现代工业发展所需的许多重要化学元素多属微量元素,如Li、Rb、Cs、Be、Sc、RE、U、Th、Zr、Hf、Nb、Ta等。因此,以研究这些具有重要工业意义而又量微的微量元素在自然界分布规律的微量元素地球化学则应运而生。初期,微量元素地球化学主要研究微量元素在各种岩石和矿物中的分布规律。著名地球化学家戈尔德施密特关于元素分布的地球化学规则的系统论文《定量地球化学基础》、《岩石和矿物中化学元素的分布原理》;戈尔德施密特和费尔斯曼分     

勘查地球化学80年来重大事件回顾

勘查地球化学诞生于20世纪30年代初期,经历了80年的发展,已经成为一门重要的地球化学分支科学,为矿产勘查做出了巨大贡献。本文对勘查地球化学过去80年发展历程的标志性事件进行了回顾;对勘查地球化学基础理论研究进展和对矿产发现做出的贡献进行了概括总结;对近年勘查地球化学最为活跃的研究领域进行了简要介绍。在20世纪70年代以前勘查地球化学作为一门独立学科已经形成,它的标志性事件是经典教科书的出版、勘查地球化学专业设立、勘查地球化学杂志的创刊、国际勘查地球化学家协会成立和勘查地球化学学术会议定期召开。在基础理论研究方面体现在局部地球化学分散模型和区域分布模式的建立。一些国家大规模区域或国家地球化学调查或填图计划的实施,为全球3次批量矿床发现作出了巨大贡献。近些年勘查地球化学最为活跃的研究领域集中在:(1)在微观尺度上,从纳米水平和分子水平研究化学元素的分散和迁移机理,发展覆盖区找矿的地球化学技术;(2)在区域尺度上,继续开展区域地球化学调查或填图理论与技术研究,为成矿带地球化学评价和靶区圈定提供高质量数据和图件;(3)在全球尺度上,致力于全球地球化学基准建立,为了解全球化学元素分布背景、过去地球化学演化和预测未来全球化学变化提供定量评价标尺。     

长石微生物风化作用的研究现状与展望

矿物—微生物相互作用是地球表生环境下重要的地质作用类型,由于硅酸盐矿物的微生物风化影响着地球物质循环及地貌的形成和演变,尤其受到地质地球化学领域的关注。作为地球表层分布最广的硅酸盐矿物类型,长石在风化分解过程中,微生物通常会以流体模式、生物膜及真菌菌丝等方式与矿物表面发生作用。而长石在微生物作用下的分解机制主要包括质子交换和配体络合作用。微生物生理活动、微生物及代谢产物种类、生长条件,以及长石的种类、结构、成分及表面特征等均会影响其风化速率和风化程度。由于长石在硅酸盐矿物中的代表性,因此对长石—微生物作用模式、机理、影响因素等方面的研究,可以大大促进硅酸盐的微生物地质学的发展。     

实验地球化学的发展历史和研究展望

实验地球化学主要通过高温高压实验模拟,对元素和同位素在地球内部条件下的行为、性质和效应进行研究,从而对成岩成矿、岩浆演化、流体交代、壳?幔?核分异等地质现象和过程进行制约. 实验地球化学的最初诞生,主要是针对传统地球化学、岩石学和矿床学研究中遇到的难以解决问题进行正演辅助. 实验地球化学的发展,与高温高压实验设备和现代分析技术的成熟和完善密切相关. 近半个世纪以来,实验地球化学的不断成长壮大,极大促进了传统地球化学乃至整个地球科学相关领域的发展. 在未来的10到20年内,实验地球化学有望在以下3个方面进一步加强和取得重要科研成果:（1）深部地球和早期地球;（2）挥发分和地球宜居性;（3）行星形成演化实验模拟.      

矿产地球化学调查采样密度理论初步研究

矿产地球化学采样密度受到地球化学景观、水系分布和地貌发展阶段的控制,分形面密度、流域面积比和比降系数揭示了三者的形成机制.采样密度因素模型是采样密度理论的基础,可以指导矿产地球化学调查采样密度和采样布局的制定.     

Biomass burning — a review of organic tracers for smoke from incomplete combustion

Biomass combustion is an important primary source of particles with adsorbed biomarker compounds in the global atmosphere. The introduction of natural product organic compounds into smoke occurs primarily by direct volatilization/steam stripping and by thermal alteration based on combustion temperature. Although the molecular compositions of organic matter in smoke particles are highly variable, the molecular tracers are generally still source specific. Dehydroabietic acid is typically the major tracer for conifer smoke in the atmosphere. Degradation products from biopolymers (e.g. levoglucosan from cellulose, methoxyphenols from lignin) are also excellent tracers. Additional markers of thermally-altered and directly-emitted natural products in smoke have been defined which aids the assessment of the organic matter types and input from biomass combustion to aerosols. The precursor to product approach of compound characterization by organic geochemistry has also been applied successfully to provide source specific tracers for studying the chemistry and dispersion of ambient aerosols and the intermingling of natural with anthropogenic emissions and with smoke plumes. A brief review of the organic matter composition in aerosols derived from the major sources is also given, with emphasis on the detection of biomass burning components. These major sources are the natural background from biogenic detritus (e.g. plant wax, microbes, etc.) and anthropogenic particle emissions (e.g. oils, soot, synthetics, compounds, etc.). The emissions of organic constituents in coal smoke particulate matter are also reviewed and depend on combustion temperature, ventilation, burn time, and coal rank (geologic maturity). The components of peat and brown coal and to a lesser degree semi-bituminous coal consist mainly of hydrocarbons, biomarkers, and aromatic components, quite similar to burning of contemporary biomass. Dispersion from the source and long range transport of smoke particulate matter with the associated organic compounds is also discussed.     

Burial Dissolution of Ordovician Granule Limestone in the Tahe Oilfield of the Tarim Basin, NW China, and Its Geological Significance

With a comprehensive study on the petrology, geology and geochemistry of some Ordovician granule limestone samples in the Tahe Oiifieid of the Tarim Basin, two stages of burial dissolution were put forward as an in-source dissolution and out-source dissolution based on macro-microcosmic petrology and geochemistry features. The main differences in the two stages are in the origin and moving pass of acid fluids. Geochemical evidence indicates that burial dissolution fluids might be ingredients of organic acids, CO2 and H2S associated with organic matter maturation and hydrocarbon decomposition, and the in-source fluid came from organic matter in the granule limestone itself, but the out-source was mainly from other argillaceous carbonate rocks far away. So, the forming of a burial dissolution reservoir resulted from both in-source and the out-source dissolutions. The granule limestone firstly formed unattached pinholes under in-source dissolution in situ, and afterwards suffered wider dissolution with out-source fluids moving along unconformities, seams, faults and associate fissures. The second stage was much more important, and the mineral composition in the stratum and heat convection of the fluid were also important in forming favorable reservoirs.     

环境有机地球化学初探

从分子有机地球化学与全球变化以及有毒有害难降解有机化合物的表生地球化学作用两个方面，探讨了环境地学与有机地球化学学科分支新领域──环境有机地球化学所研究的主要内容。文中列举了两个研究实例，一是应用分子标志物方法研究了北京、贵阳和广州三城市大气飘尘可溶有机质组成的成因；另一例是在广州市大气飘尘、水和底泥样品中鉴定出属于美国ＥＰＡ优先控制的有毒有害有机污染物，并探讨了这些毒害有机物在环境中气、液、固界面间可能存在的表生地球化学过程。     

微生物、有机质、油气与砂岩型铀矿①

统计表明,世界上已知重要的砂岩型铀矿床的含矿主岩不同程度地含有机质、微生物或油气。对十红滩矿床、努和廷矿床及512矿床进行有机岩石学、有机地球化学、铀与有机碳相关关系分析等研究结果表明,微生物、有机质或油气在砂岩型铀矿成矿的过程中起了重要的作用。     

微生物、有机质、油气与砂岩型铀矿

统计表明，世界上已知重要的砂岩型铀矿床的含矿主岩不同程度地含有机质、微生物或油气。对十红滩矿床、努和廷矿床及512矿床进行有机岩石学、有机地球化学、铀与有机碳相关关系分析等研究结果表明，微生物、有机质或油气在砂岩型铀矿成矿的过程中起了重要的作用。     

有机地球化学研究新进展与展望

阐述了近五年有机地球化学领域的重要研究进展和未来有可能出现新突破的领域。在沉积有机质的性质和结构的认识上有重要进展,由于分子和分子同位素测试技术的进步,发现对有机质参与的地球化学全过程能够进行定性研究。阐述了与烃源岩发育相关的环境与控制因素,但具体形成机制的推断还没有得到沉积记录的验证。生物—有机地球化学在定量环境变化与古生态系统重建研究等方面作出了独特的贡献。未来关于过度型有机质和石油天然气成藏过程定量化重建研究将是有机地球化学有可能出现新突破的领域。新的成份与同位素测定新技术的引入将促进有机地球化学相关研究领域的发展。     

吐哈盆地十红滩铀矿床有机地球化学特征浅析

吐哈盆地十红滩铀矿床属层间氧化带砂岩型铀矿床,赋存于中侏罗统西山窑组含煤碎屑岩中。容矿层岩石中富含有机质,有机碳、可溶有机物、酸解吸附烃在不同地球化学分带的岩石中含量大小不同,尤以矿石带含量最高。矿石有机质母质类型为腐殖型,处于未成熟演化阶段,酸解吸附烃为煤成气型。统计计算表明:容矿层中铀和可溶有机物、酸解吸附烃含量之间具明显的相关关系。分析了有机质在砂岩型铀矿床形成过程中的作用,认为容矿层中有机质在含氧环境下分解的产物利于铀在水中的溶解和迁移,而在缺氧条件下分解的产物,构成铀沉淀的还原和吸附地球化学障,在铀的成矿过程中发挥重要的作用。     

古海洋研究中的地球化学新指标

有机地球化学与微量元素地球化学古环境指标及其相关的同位素指标已成为追溯古全球变化与古海洋生物地球化学演化的有力工具。从古环境替代指标的示踪原理和应用的角度，综述了有孔虫碳同位素、有机地球化学整体指标、生物标志化合物、单体有机分子同位素、微量元素等在古海洋古环境研究中的应用及相关的研究动态与进展。指出古海洋研究正从以恢复古海洋的物理参数（温度、盐度、古洋流等）为主，向着揭示古水团演化、古生产力、古营养状况、碳贮库及碳循环等古生物地球化学演化过程方向纵深发展。     

层序地层地球化学及其在油气勘探中的作用

层序地层地球化学主要研究基于层序地层格架下的烃源层空间分布特征和源岩有机质的地球化学性质随层序、体系域的变化规律。以大民屯凹陷为实例的研究结果表明,层序地层地球化学研究在油气勘探中具有4个方面的主要作用:(1)预测未钻井或未取心地区烃源层空间分布特征和源岩有机质地球化学性质;(2)通过细化烃源岩评价单元,提高资源量计算中烃源岩体积估算和有机质性质评价的精度;(3)为基于层序地层格架的油气成藏系统研究提供“油气源”和“资源量”的要素;(4)可以作为盆地沉积充填分析的线索,并对已建立的层序地层格架进行检验和校正。层序地层地球化学研究不仅对中国东部老油田隐蔽油气藏的勘探工作具有重要的意义,对勘探程度低、钻井少、源岩取心少的西部含油气盆地中的烃源岩评价工作更为有效。     

金属矿床中的有机物质：特征,分类方案与研究方法

金属矿床中的有机质具有重要的成因指示意义。从有机质赋存地层时代、岩性，有机质类型、丰度、来源和成熟度等方面总结了金属矿床中有机质的基本特征；提出了以干酪根、沥青和固体碳为端员组分的有机质三级分类方案；对目前所广泛采用的分子有机地球化学、有机岩石学、物理学和化学、稳定同位素、热力学平衡计算，以及有机质参与下的模拟实验等六种方法进行了评述