西藏地热区微生物对铯的吸附及其对铯硅华成矿的贡献

论文摘要

八十年代末和九十年代初,相继在西藏发现了一种铯的水热成矿新类型——铯硅华矿床。在铯硅华矿区现今仍在进行着大规模的成矿作用,含铯硅华仍在不断形成。我们在矿区发现有微生物大量发育,并从这些微生物入手,研究了微生物对铯的吸附和吸收,以及对硅铁体系的影响。同时采集了铯硅华矿区的温泉水样和硅华样品,做了水样和硅华样的地球化学分析,并对硅华做了较为详细的显微观察。结果表明:矿区微生物主要以细菌和藻类为主,藻类的优势种群为眉藻(Calothrix sp.)、颤藻(Oscillatoria sp.)和细齿藻(Denticula elegans)。矿区微生物具有一定的种群分布规律,温泉水中以细菌和硅藻为主,泉水底部菌藻席大量发育,颤藻和眉藻为其中优势种,底泥和硅华中也有细菌、古菌和藻类发育,但以细菌为主。在硅华中发现了大量的生物化石,与蛋白石颗粒在空间分布上有密切的关系,这种生物结构是可培养的,其培养出的活体与矿区优势种群比较一致,推测为相同或相近种属。硅华具有明显的藻纹层结构,地球化学分析和电子探针分析表明:硅华藻纹层中的铯含量高于藻纹层之间蛋白石层中的铯含量。矿区优势种群:栖热菌(Thermus sp. TibetanG6)、眉藻、颤藻和细齿藻都具有一定的从溶液中吸附铯的能力;泉水流经的菌藻席含有一定量的铯;含TibetanG6菌株的溶液能显著提高铯硅华中铯的浸取效果。同时这些优势种群还能促进水体中硅的凝结沉淀。这些证据表明铯硅华的成矿具有一定的生物成因,最后从生物角度提出了一种铯硅华的综合成矿模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 第一节 微生物对金属吸附的研究现状及发展趋势
• 第二节 生物成矿研究现状及发展趋势
• 第二章 研究背景
• 1. 铯的经济价值和市场资源
• 2. 选题依据
• 3. 研究目的和意义
• 4. 技术路线
• 5. 研究主要内容
• 6. 论文主要创新点
• 7. 论文工作量
• 第三章 区域地质
• 1. 区域地理、地质概况
• 1.1 羊八井地热区
• 1.2 搭格架地热区
• 1.3 古堆地热区
• 2. 地热显示类型和硅华产状
• 第四章 矿区微生物种群分布特征
• 1. 材料与方法
• 1.1 采样方法
• 1.2 分离、培养和鉴定方法
• 2. 矿区微生物的种类
• 3. 矿区微生物的种群生态分布
• 第五章 热水和硅华中铯的地球化学特征
• 1. 材料与方法
• 1.1 采样方法
• 1.2 分析方法
• 2. 水化学特点
• 3. 硅和铯在热水中的变化规律
• 4. 热水中元素的相关性分析
• 5. 硅华的形态构造及地球化学分析
• 5.1 硅华的形态和构造特征
• 5.2 硅华元素成分分析
• 5.3 铯在硅华中的分布规律
• 5.3.1 材料与方法
• 5.3.2 结果与分析
• 第六章 微生物对铯的吸附研究
• 1. 细菌对铯的吸附作用及机制的研究
• 1.1 高吸附值菌株的筛选
• 1.1.1 材料与方法
• 1.1.2 结果与分析
• 1.2 最适菌体浓度
• 1.2.1 材料与方法
• 1.2.2 结果与分析
• 1.3 最适铯起始浓度
• 1.3.1 材料与方法
• 1.3.2 结果与分析
• 1.4 pH 和不同钾离子体系的影响
• 1.4.1 材料与方法
• 1.4.2 结果与分析
• 1.5 吸附动力学实验
• 1.6 环境因子对吸附的影响
• 1.6.1 材料与方法
• 1.6.2 结果与分析
• 1.7 电镜分析
• 1.7.1 材料与方法
• 1.7.2 结果与分析
• 1.8 红外光谱分析
• 1.8.1 材料与方法
• 1.8.2 结果与分析
• 1.9 铯硅华中铯的萃取实验
• 1.9.1 材料与方法
• 1.9.2 结果与分析
• 2. 藻类对铯的吸附作用及机制的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1.p H 和钾离子培养条件对藻类吸附铯的影响
• 2.2.2 藻类对铯的吸附动力学
• 3. 菌藻席中的铯含量分析
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与分析
• 4. 讨论
• 第七章 微生物与硅铁的相互作用
• 1. 材料与方法
• 2. 结果与分析
• 2.1 不同铁初始浓度下溶液中二氧化硅的变化
• 2.2 不同铁初始浓度下溶液中铁离子的变化
• 3. 讨论
• 第八章 全文讨论与结论
• 1. 讨论
• 2. 结论
• 参考文献
• 图版及图版说明
• 博士期间发表文章
• 致谢