自然界中生物礦化是一種普遍現(xiàn)象,許多活的生物都能產(chǎn)生生物礦物。生物成因礦物由于受生物生長和生物大分子的調(diào)控作用,與非生物成因的自生礦物和成巖作用形成的礦物相比,往往具有獨特的晶體形貌和復(fù)雜的組裝超結(jié)構(gòu),這些特征構(gòu)成其生物成因標(biāo)志。因此,生物礦物被作為生物標(biāo)志物,示蹤地質(zhì)圈微生物生態(tài)系統(tǒng)的演化和尋找地球早期生命起源以及地外生命信息。碳酸鈣是自然界最豐富的生物成因礦物,碳酸鈣生物礦化作用已經(jīng)引起包括礦物學(xué)在內(nèi)的多學(xué)科的普遍關(guān)注。本論文通過對文石族礦物文石和碳鋇礦以及球霰石型碳酸鈣變體的自組裝聚集體的控制合成與組裝,結(jié)合系統(tǒng)顯微結(jié)構(gòu)、成分分析,揭示高度有序的自組裝集合體的形成,可能受被組裝亞單元之間內(nèi)在各向異性的偶極-偶極作用控制,并且這種晶體內(nèi)在的偶極作用普遍存在于生物礦化和自然界礦化過程中,因此在生物礦物獨特形貌和多級有序超結(jié)構(gòu)形成過程,生物基因和晶體化學(xué)因素可能協(xié)同起作用。其主要成果總結(jié)如下:1.對軟體動物貝殼顯微結(jié)構(gòu)分析研究揭示,在軟體動物貝殼珍珠質(zhì)層（或珍珠母）中,不溶性有機質(zhì)和文石層交替堆積;同一文石層中,不同文石片之間以及同一文石片中不同的文石納米晶之間都是按照文石晶體結(jié)晶學(xué)a... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２古新世－始新世熱極限時期的富含粘土的沉積物中的巨型矛頭狀磁鐵礦??（Ｓｃｈｕｍａｎｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??３??

解石、海膽骨針方解石、鼠的牙釉質(zhì)磷灰石；下排：從左到右分別是趨磁細菌磁鐵礦、帽貝??的牙齒針鐵礦、草萄狀黃鐵礦（Ｄａｖｉｓ?ｅｔ?ａｌ．?２００１；?Ｂａｚｙｌｉｎｓｋｉ?ａｎｄ?Ｆｒａｎｋｅｌ，?２００３；?Ｓｏｎｅ?ｅｔ?ａｌ．，?２００５）??圖１．２古新世－始新世熱極限時期的富含粘土的沉積物中的巨型矛頭狀磁鐵礦??（Ｓｃｈｕｍａｎｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２００８）??３??

存在的原因。由于三方晶系的方解石是碳酸鈣熱力學(xué)穩(wěn)定相，因此，與文石和球??霰石相比，方解石廣泛地存在于地質(zhì)、生物作用的環(huán)境中。通常條件下，方解石??結(jié)晶的熱力學(xué)穩(wěn)定形貌為菱面體形，其示意的晶體結(jié)構(gòu)如圖１．４ａ所示，晶胞參??數(shù)為?ａ?＝?４．９８９?人、ｃ＝?１７．０６２Ａ，ｏｔ?＝?ｐ?＝?９００、丫＝１２〇。，Ｍ簦?枺藎烤蘩胛?牐玻?常罰�。�?崳?交晶系的文石為碳酸鈣的熱力學(xué)亞穩(wěn)相，通常結(jié)晶為針狀或柱狀（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒ?ａｎｄ??Ｗｙｌｌｉｅ，１９６８；?Ｊｏｈｎａｎｅｓｓ?ａｎｄ?Ｐｕｈａｎ，１９７１），晶體結(jié)構(gòu)見圖?１．４ｂ，晶胞參數(shù)為?ａ?＝??４．９５９?Ａ，ｂ?＝?７．９６８?Ａ，ｃ?＝?５．７４１?人，ａ?＝?Ｐ?＝?丫?＝?９０〇，Ｃａ－０?距離為?２．５?Ａ。從它們??的晶體結(jié)構(gòu)示意圖不難看出，在它們的結(jié)晶學(xué)ｃ方向上，Ｃ〇３２－離子和Ｃａ２＋離子??呈層狀交替排列。球霰石屬于六方晶系，受動力學(xué)因素控制，為碳酸鈣的熱力學(xué)??不穩(wěn)定相（Ｔｕｍｂｕｌ，?１９７３），其晶胞參數(shù)為：ａ?＝?４．１３〇Ａ，?ｃ?＝?８．４９〇Ａ，ａ?＝?（３?＝?９０°、??１２０。。同樣

【參考文獻】：
期刊論文
[1]地質(zhì)微生物功能群:生命與環(huán)境相互作用的重要突破口[J]. 謝樹成,楊歡,羅根明,黃咸雨,劉鄧,王永標(biāo),龔一鳴,徐冉.  科學(xué)通報. 2012(01)
[2]硅藻細胞壁硅化過程中有機質(zhì)-礦物的相互作用[J]. 史家遠,姚奇志,周根陶.  高校地質(zhì)學(xué)報. 2011(01)
[3]碳酸鹽生物沉積作用的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 李為,劉麗萍,曹龍,余龍江.  地球科學(xué)進展. 2009(06)
[4]趨磁細菌磁小體研究進展[J]. 林巍,田蘭香,潘永信.  微生物學(xué)通報. 2006(03)
[5]微生物礦化成因的鐵硫酸鹽礦物表面特征初探[J]. 陸現(xiàn)彩,陸建軍,朱長見,劉顯東,王汝成,李奇,徐兆文.  高校地質(zhì)學(xué)報. 2005(02)
[6]微生物成礦(英文)[J]. 李一良,王汝成,周根濤,張傳倫.  高校地質(zhì)學(xué)報. 2005(02)
[7]趨磁細菌磁小體的生物礦化作用和磁學(xué)性質(zhì)研究進展[J]. 潘永信,鄧成龍,劉青松,N.Petersen,朱日祥.  科學(xué)通報. 2004(24)

博士論文
[1]模型有機分子調(diào)控的碳酸鈣仿生礦化研究[D]. 官葉斌.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]以氨基酸為有機質(zhì)仿生合成碳酸鈣[D]. 肖宇鵬.吉林大學(xué) 2009



本文編號：2966879