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1 绪论1

1．1 地球化学对生物体系的影响1

1．2 生物体系的无机元素4

1．2．1 无机元素在生物体系的分布4

1．2．2 无机元素的生物学作用5

1．3 生物圈的物质循环6

1．4 微生物的基本特征7

1．4．1 微生物分布的普遍性7

1．4．2 微生物具有很高的代谢强度7

1．4．3 微生物具有惊人的繁殖速度8

1．4．4 微生物代谢类型的多样性8

1．4．5 微生物的生理特性8

1．5 自然界中的微生物9

1．6 微生物在自然界中的作用10

2 微生物成岩与成矿作用12

2．1 微生物成岩作用12

2．2 微生物成矿作用14

2．2．1 成矿元素的聚集14

2．2．2 物理化学环境的改变16

2．2．3 有机质的产生16

2．2．4 代谢作用的转移17

2．3 微生物与矿物17

2．4 细菌与金属19

2．4．1 细菌的年代及其普遍性19

2．4．2 细菌的特性20

2．4．3 细菌表面对金属离子的需求21

2．4．4 金属离子在细菌表面的吸着、沉淀和矿物形成作用21

2．4．5 细菌对金属的主动富集22

2．4．6 细菌对金属的被动作用23

2．4．7 小结24

3 微生物地球化学及其循环26

3．1 微生物地球化学26

3．2 生物地球化学循环26

3．3 生物地球化学过程27

3．3．1 原始过程27

3．3．2 次生过程29

3．4 微生物地球化学循环30

4 锰的地球化学33

4．1 锰的化学性质33

4．1．1 锰的晶体化学33

4．1．2 各种锰的溶解度35

4．1．3 Eh-pH关系36

4．1．4 氧化动力学36

4．1．5 固相MnO2的表面化学38

4．2 锰矿物39

4．3 锰的溶解、氧化和沉积42

4．4 锰的分布43

4．4．1 锰在岩浆岩中的分布44

4．4．2 热液矿床中的锰45

4．4．3 风化作用和土壤形成过程中的锰46

4．4．4 锰在自然水域中的分布47

4．4．5 淡水矿床中的锰47

4．4．6 海相矿床中的锰48

4．4．7 变质作用中的锰50

5 锰与微生物相互作用的实验研究52

5．1 与锰作用的微生物52

5．2 材料与方法55

5．2．1 菌种来源55

5．2．2 培养基55

5．2．3 鉴定方法56

5．3 两种锰细菌的特性56

5．3．1 共生生金菌56

5．3．2 普通生丝微菌57

5．4 细菌氧化锰实验58

5．4．1 共生生金菌对锰的氧化作用58

5．4．2 普通生丝微菌对锰的氧化作用60

5．4．3 共生生金菌和普通生丝微菌的混合菌对锰的氧化作用62

5．5 实验结果分析与讨论65

5．5．1 共生生金菌对锰的氧化作用65

5．5．2 普通生丝微菌对锰的氧化作用67

5．5．3 共生生金菌和普通生丝微菌的混合菌对锰的氧化作用69

5．6 小结71

6 锰的微生物地球化学72

6．1 生物与锰72

6．2 微生物对锰的氧化作用73

6．2．1 直接氧化75

6．2．2 间接氧化79

6．2．3 小结81

6．3 微生物对锰的还原作用82

6．3．1 间接还原83

6．3．2 直接还原86

6．3．3 小结88

6．4 锰的生物沉积88

6．4．1 沉积锰的细菌及生理学特征88

6．4．2 锰在管道系统中的沉积89

6．4．3 锰在土壤中的沉积90

6．4．4 锰在矿床中的沉积91

6．5 锰结核的形成92

6．6 锰的生物地球化学循环94

6．7 小结95

参考文献96