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刘邓,王红梅 等. 环境学院 Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, The catalytic role of planktonic aerobic heterotrophic bacteria in protodolomite formation: Results from Lake Jibuhulangtu Nuur, Inner Mongolia, China

近日,自然指数期刊Geochimica et Cosmochimica Acta刊发了我校环境学院王红梅教授和刘邓副教授团队在“白云石之谜”领域取得新进展——The catalytic role of planktonic aerobic heterotrophic bacteria in protodolomite formation: Results from Lake Jibuhulangtu Nuur, Inner Mongolia, China,论文第一单位为生物地质与环境地质国家重点实验室,第一作者为刘邓副教授,王红梅教授及刘邓副教授为共同通讯作者。

白云石[CaMg(CO3)2]是沉积岩中分布非常广泛的具有有序结构的含镁碳酸盐矿物。现代海水对于白云石处于过饱和状态。然而,让人困惑的是,当今海洋沉积物中却鲜见其踪迹。地质学家围绕沉积岩中白云石的形成机理以及该矿物古今分布的巨大差异等谜题展开了百余年的激烈争论,至今仍未平息。上个世纪末期,地质微生物学家提出了“微生物白云石模式”,为解答“白云石之谜”提供了新思路。该模式认为早期成岩阶段微生物的代谢活动可以突破白云石沉淀的动力学屏障,是白云石形成的催化剂。此外,这一模式还提出地质记录中的白云石的多少可能与微生物的盛衰具有一定关系。除沉积物中的底栖微生物以外,表层水柱中的浮游微生物是否参与白云石的形成过程?微生物成因的白云石有何辨识标记?这些问题依然悬而未决。

在前期调研过程中,王红梅和刘邓等人发现内蒙古自治区吉布胡郎图诺尔盐湖的沉积物表层含有白云石颗粒。沉积学和矿物学等特征表明该湖泊的白云石极有可能为湖水直接沉淀的原生矿物。该团队随后通过培养湖水浮游细菌开展了矿物沉淀模拟实验。模拟实验结果显示浮游嗜盐细菌可以快速诱导原白云石(白云石的重要前趋体)的形成,可能是吉布胡郎图诺尔盐湖白云石的主要贡献者。此外,该研究还发现实验室培养所得及沉积物表层中的原白云石都含有丰富的微生物有机质信号,这些有机质可能赋存于晶体内部,是地质体中微生物成因白云石的潜在指标。 

该研究得到了国家自然科学基金、中科院先导专项B项目以及我校“地学长江计划”等科研项目的联合资助。

此外,该团队近期在该杂志上还提出了一种有别于“微生物白云石模式”的白云石低温成因新机制——黏土界面催化白云石的形成,为揭示“白云石之谜”提供了新的思路。

 

论文信息:

Title: The catalytic role of planktonic aerobic heterotrophic bacteria in protodolomite formation: Results from Lake Jibuhulangtu Nuur, Inner Mongolia, China.

Authors: Liu, D.*, Yu, N., Papineau, D., Fan, Q., Wang, H.*, Qiu, X., She, Z., Luo, G.,

Source: Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, 263, 31-49.

Available online: 7 August 2019.

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.gca.2019.07.056

 

Title: Experimental evidence for abiotic formation of low-temperature proto-dolomite Authors: Liu, D.*, Xu, Y., Papineau, D., Yu, N., Fan, Q., Qiu, X., Wang, H.*

Source: Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, 247, 83-95.

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.12.036