胶结壳有孔虫壳壁的生物-矿物交互作用

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caojinhe1118
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胶结壳有孔虫广泛分布于显生宙各个时代的海洋中,在古海洋和现代海洋研究中发挥着重要作用。由于构成胶结壳有孔虫壳壁的矿物主要来源于沉积物,同时壳壁对矿物具有良好保存能力,因此,壳壁矿物学和地球化学信息可以在一定程度上反映沉积条件。目前关于胶结壳有孔虫壳壁矿物学的研究主要集中于有孔虫对矿物粒径和种类的选择性,而这种选择性会因沉积条件和有孔虫种类的不同而出现差异。由于研究缺乏系统性和深入性,目前尚未建立矿物选择性与沉积条件及有孔虫种类之间的联系。为了更精确地反映沉积环境,有必要系统地研究沉积物中某一种属的有孔虫对矿物种类和粒径的选择性及相应的选择机制。本研究重点采集了浙江台州大港湾滨海沉积物,对沉积物进行了粒径分析和矿物种类鉴定;对沉积物进行了有孔虫富集、分选和镜下鉴定;采用扫描电镜、原位红外光谱、拉曼光谱、粒度分析等方法对沉积物中数量较多的三种胶结壳有孔虫,即亚洲波斯基砂虫(Polskiammina asiatica)、抱球砂抱球虫(Ammoglobigerina globigeriniformis),以及胖砂轮虫(Trochammina inflata),进行了壳壁微观形貌、化学成分、物相组成等分析;采用透射电镜对T.inflata壳壁内丝状有机质的精细结构进行观察。通过分析测试结果,探讨了三种有孔虫选择矿物的机制及矿物的生理功能。结果表明沉积物中的矿物组成主要为石英、长石以及少量的粘土矿物,DGW16沉积物样品粒径频率呈近正态分布,其中在7.0~20.0μm范围内的矿物占46%;DGW24沉积物样品粒径频率呈双峰分布,较尖锐的峰峰值在180.0~360.0μm范围内,且占总体粒径分布频率的41%,较平缓的峰峰值在10.0~45.0μm范围内,且占总体粒径分布频率的19%。三种有孔虫壳壁具有相似的物质组成,主要包括矿物颗粒、有机外膜、有机内壁衬层、覆盖矿物的有机膜和连接矿物的丝状有机质。构筑壳壁的矿物主要有石英、长石和高岭石,有机物主要为酸性糖蛋白。三种有孔虫倾向于选取沉积物中粒径较小的矿物,矿物粒径分布范围较小,P.asiatica壳壁中粒径在1.0~4.5μm范围内的矿物占58%,A.globigeriniformis壳壁中粒径在1.0~4.0μm范围内的矿物占60%,T.inflata中粒径在1.0~3.0μm范围内的矿物占62%。P.asiatica与A.globigeriniformis壳壁中长石集中分布于有孔虫中心和外壁,很少出现于房室之间的隔板中,T.inflata壳壁中长石的分布也有类似规律,但规律性不如其他两种有孔虫显著。透射电镜观察发现T.inflata壳壁中的有机质丝可通过直径1.0~2.0μm的结节间接连接,或以网状、扭结状等形式直接连接。分析表明,壳壁曲率和长石中可能存在的磷灰石等包裹体制约了长石的特异性分布,长石的特异性分布有利于提高壳壁稳定性和有孔虫获取能量及营养元素的能力;壳壁中具有膜—节—丝结构的有机质对稳定壳壁、获取营养,以及阻止有害物质的进入等方面具有重要作用。
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