热液喷口系统中Fe‐Si氧化物沉淀体的形成及微生物的作用

详细信息   

• 责任者：孙治雷^c国土资源部青岛海洋地质研究所海洋油气资源和环境地质重点实验室^d1975^e博士 ; 李军 ; 孙致学^c中国石油大学（华东） ; 黄威 ; 崔汝勇 ; 李季伟^c中国科学院广州地球化学研究所
• 刊名：地球科学进展
• 出版年：2010
• 卷期：25^b12总192
• 关键词：生物成矿作用20^a铁 ; 硫 ; 化学动力学 ; 热液作用 ; 微生物
• 页码：1325～1336
• 索书号：P206/208-147
• 图表：^c参87插图
• 分类号：0300
• 文摘期号：2011/07

摘要

根据形貌识别以及分子生物学最新研究结果，包括Gallionella ferruginea，Leptothrix ochracea和Mariprofundus ferrooxydans在内的嗜中性Fe氧化菌在现代甚至古代热液喷口系统的Fe氧化物沉积体的形成中起到了重要作用。对于现代热液喷口系统而言，还原性羽流进入氧化性海水时形成的氧化还原过渡带是嗜中性Fe氧化菌最重要的生存环境，它们能在此环境中与Fe的无机氧化机制展开有效竞争，藉此获取生存所必须的能量。此外，通过静电吸引和表面活性基团的键合作用，细胞能在其表面和附属器官形成Fe氧化物壳层，从而形成与细胞自身相态相似的各种丝缕状结构。丝缕状结构生长到一定程度，就会阻滞热液流体和海水混合，进而在丝缕体交织成的网络内发生传导性热冷却，使流体中的Si达到饱和，在Fe氧化物表面沉淀下来，形成现代热液喷口系统的Fe‐Si“二期次”复合生长结构。与现代Fe‐Si沉淀类似的古代条带状Fe建造(BIF)沉积体的近期研究成果显示，Fe的来源很可能是前寒武纪时的热液喷口系统。由于BIF形成的海洋环境处于整体缺氧状态，早期营光合作用的微生物以及与现代类似的嗜中性Fe氧化菌很可能都参与了这个过程。