厌氧微生物功能群与含铁粘土矿物相互作用
摘要
选取早期成岩作用带中普遍存在的异化铁还原菌、硫酸盐还原菌及产甲烷古菌等厌氧微生物功能群为研究对象,开展微生物功能群—粘土矿物相互作用的室内模拟实验,探讨不同微生物功能群与含铁矿物的作用关系及其导致的矿物转变。由室内模拟实验总结得知,异化铁还原菌、硫酸盐还原菌及产甲烷古菌等微生物功能群均具备还原粘土矿物结构Fe(Ⅲ)的能力。在上述三类微生物功能群中,异化铁还原菌呈现最强的铁还原能力,硫酸盐还原菌居中,产甲烷古菌最弱。这一现象与三类厌氧微生物功能群在成岩作用带中的垂直生态位相一致。此外,有意思的是,产甲烷古菌还原粘土矿物结构铁会直接抑制其甲烷生成作用。将不同水化学条件下的室内模拟实验归纳为三种类型,分别为中性不含硫酸盐、中性富硫酸盐及碱性体系。三种水化学条件下次生矿物组合特征分别为,中性不含硫酸盐体系中主要包括高电荷蒙皂石、伊-蒙混层矿物、伊利石、无定形硅质体及方解石等;中性富硫酸盐体系主要含有高电荷蒙皂石、伊-蒙混层矿物、伊利石、无定形硅质体、方解石及无定形硫化亚铁矿物等;碱性体系包括高电荷蒙皂石、伊-蒙混层矿物、伊利石、无定形硅质体、方解石及长石等。经成岩作用,上述不同类型的次生矿物可继续向稳定态物相转变,如无定形硅质体最终转变为石英,无定形硫化亚铁转变为黄铁矿等。上述模拟实验结果可为地质时期沉积岩中低温粘土矿物转变提供新的解译。