雪宝顶流域黄龙彩池新生钙华生物沉积特性

董鹏举; 李琼芳; 董发勤; 代群威; 刘凡; 宋娜; 赵晓夏; 崔杰; 罗尧东; Xin Zhang; O'Driscoll Mike

doi:10.11932/karst20210109

雪宝顶流域黄龙彩池新生钙华生物沉积特性

doi: 10.11932/karst20210109

1.
西南科技大学生命科学与工程学院
2.
西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室/西南科技大学环境与资源学院
3.
西南科技大学环境与资源学院/西南科技大学核废物与环境安全国防重点学科实验室
4.
中国地质科学院岩溶地质研究所
5.
西南科技大学环境与资源学院
6.
西北太平洋国家实验室物理与计算科学指挥部
7.
工业矿物服务与研究有限公司

基金项目: 国家自然科学基金(41472309，41572035，41877288)；四川省科技厅科技支撑项目(2016FZ0043)

计量
- 文章访问数: 1641
- HTML浏览量: 901
- PDF下载量: 149
- 被引次数: 0
出版历程
- 发布日期: 2021-02-25

Study on Bio-deposition properties of newborn travertine in the Huanglong area of the Xuebaoding watershed

1.
School of Life Science and Engineering，Southwest University of Science and Technology
2.
Key Laboratory of Solid Waste Treatment and Resource Recycle，Southwest University of Science and Technology/School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology
3.
School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology/Fundamental Science on Nuclear Wastes and Environmental Safety Laboratory，Southwest University of Science and Technology
4.
Institute of Karst Geology，CAGS
5.
School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology
6.
Physical& Computational Science Directorate，Pacific Northwest National Laboratory
7.
Industrial Mineral Forums & Research Ltd.

摘要

摘要: 为探究钙华沉积的生物特性，以雪宝顶流域黄龙景区的五彩池和争艳彩池为研究对象，采集和分析研究点藻类的优势种类，利用傅里叶变换红外光谱仪和高效液相色谱确定优势藻胞外产物的主要组成和含量，并采用X射线荧光光谱仪、X射线衍射光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电子显微镜分析其新生钙华的元素组成、物相结构和微观形貌。结果表明：五彩池和争艳彩池的优势藻类分别是黄藻门（Xanthophyceae）和硅藻门（Bacillariophyta），藻类的胞外产物主要为蛋白质、多糖和有机酸；新生钙华以方解石为主，表面含羧基、甲基、醛基等基团；与无藻类参与的钙华沉积物对比，新生钙华晶体无特定形状，并出现溶蚀及穿孔现象。藻类及其胞外产物参与钙华沉积过程，调控钙华晶体微观形貌。
- 新生钙华 /
- 生物沉积 /
- 藻类 /
- 晶体形貌
Abstract: The purpose of this work was to explore the effect of algae on travertine deposition. Two typical color pools with different dominant algae，named Wucaichi and Zhengyancaichi，were selected for the research，which lie in the Huanglong scenic area of the Xuebaoding watershed. The dominant algae was collected and the main composition and content of its extracellular products were determined by Fourier transform infrared spectroscopy and high performance liquid chromatography. The elemental composition，phase structure and morphology of the new travertine were analyzed by a x-ray fluorescence spectrometer，x-ray diffraction spectrometer，Fourier transform infrared spectrometer and scanning electron microscope. The results show that the dominant algae in Wucaichi and Zhengyancaichi are Xanthophyceae and Bacillariophyta， respectively，and the extracellular products of the algae are mainly protein，polysaccharide and organic acid. New travertine is mainly calcite with carboxyl，methyl，aldehyde and other groups on the surface. Compared with the travertine sediment without algae，the new travertine crystal has no specific shape，and there are dissolution and perforation on the crystal. Research indicates that algae and their extracellular products participate in the process of travertine deposition and regulate the crystal morphology of travertine.
- newborn travertine /
- biological deposition /
- algae /
- crystal morphology

HTML

参考文献(40)

[1]	袁道先. 岩溶学词典［M］. 北京：地质出版社， 1988： 42-43.
[2]	刘再华，田友萍，安德军，等. 世界自然遗产-四川黄龙钙华景观的形成与演化［J］. 地球学报， 2009， 36（6）： 841-847.
[3]	田友萍，何复胜. 石灰华的生物成因研究：以四川九寨沟和贵州黄果树等地石灰华为例［J］.中国岩溶，1998，17（1）： 49-56.
[4]	刘再华， W Dreybrodt，韩军，等. CaCO3-CO2-H2O岩溶系统的平衡化学及其分析［J］. 中国岩溶， 2005， 24（1）：49-56.
[5]	刘再华，袁道先， W Dreybrodt，等. 四川黄龙钙华的形成［J］. 中国岩溶， 1993， 12（3）： 185-191.
[6]	周绪纶. 关于四川黄龙钙华CO2成因的讨论［J］. 四川地质学报， 2006， 26（3）： 143-146.
[7]	李刚. 高原冷水环境黄龙典型硅藻的钙华复合沉积作用研究［D］. 绵阳：西南科技大学，2018.
[8]	廖长军. 钙华沉积的生物效应［D］. 桂林：广西师范大学， 2006.
[9]	Pentecost A， Zhang Z. The travertine flora of Juizhaigou and Munigou， China， and its relationship with calcium carbonate deposition［J］. Cave & Karst Science， 2000， 27（2）： 71-78.
[10]	Drysdalea R N， Carthewb K D， Taylor M P. Larval caddis-fly nets and retreats： a unique biosedimentary paleocurrent indicator for fossil tufa deposits［J］. Sedimentary Geology， 2003， 161（3）： 207-215.
[11]	Kawaguchi T， Decho A W. A laboratory investigation of cyanobacterial extracellular polymeric secretions （EPS） in influencing CaCO3 polymorphism［J］. Journal of Crystal Growth， 2002， 240（1-2）： 230-235.
[12]	Decho A W， Visscher P T， Ferry J， et al. Autoinducers extracted from microbial mats reveal a surprising diversity of N-acylhomoserine lactones （AHLs） and abundance changes that may relate to diel pH［J］. 2009， 11（2）： 409-420.
[13]	李骐言，李琼芳，代群威，等. 黄龙嗜冷细菌胞外琥珀酸组分对碳酸钙矿化的影响［J］. 岩石矿物学杂志， 2013， 32（6）： 773-781.
[14]	李琼芳，董发勤，李骐言，等. 柠檬酸对黄龙碳酸钙矿化影响的模拟实验研究［J］. 矿物岩石地球化学通报， 2015， 34（2）： 294-300.
[15]	Winsoborough B M， Golubi? S. The role of diatoms in stromatolite growth： Two examples form modern freshwater settings［J］. Journal of Phycology， 2010， 23（2）： 195-201.
[16]	张存凯. 黄龙藻类群落结构分析及优势类群对碳酸钙沉积的影响［D］. 绵阳：西南科技大学， 2017.
[17]	Zaihua L， Svensson U， Dreybrodt W， et al. Hydrodynamic control of inorganic calcite precipitation in Huanglong Ravine， China： field measurements and theoretical prediction of deposition rates［J］. Geochimica et Cosmochimica Acta， 1995， 59（15）： 3087-3097.
[18]	陈先，朱学稳，周绪纶. 黄龙风景区岩溶水及泉华沉积的同位素研究［J］. 中国岩溶， 1998， 17（3）： 209-211.
[19]	张金流. 黄龙钙华景观退化的人为和自然影响机理研究［D］. 北京：中国科学院， 2012.
[20]	章典. 洞穴碳酸钙沉积的水运动条件［J］. 中国岩溶， 1983，2（1）： 33-41.
[21]	刘再华， W Dreybrodt. DBL理论模型及方解石溶解、沉积速率预报［J］. 中国岩溶， 1998， 17（1）： 3-6.
[22]	张英俊，程星，祝安. 石灰华沉积机制的实验研究［J］. 中国岩溶， 1994， 13（3）：197-205.
[23]	Kano A， Kawai T， Matsuoka J， et al. High-resolution records of rainfall events from clay bands in tufa［J］. Geology， 2004， 32（9）： 793-796.
[24]	李永新，田友萍，李银. 四川黄龙钙华藻类及其生物岩溶作用［J］. 中国岩溶， 2011， 30（1）： 86-92.
[25]	刘明学，董发勤，孙仕勇，等. 黄龙钙华水体藻类多样性及分布规律研究［J］. 环境科学与技术， 2013， 36（1）： 182-186.
[26]	刘海生，周训，张彧齐，等. 温泉钙华沉积的影响因素［J］. 中国岩溶， 2020， 39（1）： 11-16.
[27]	Nys Y， Gautron J， Garcia-Ruiz J M， et al. Avian Eggshell Mineralization： Biochemical and Functional Characterization of Matrix Proteins ［J］. Comptesrendus-Palevol， 2004， 3 （6-7）： 549-562.
[28]	李坚，邱坚. 生物矿化原理与木材纳米结构符合材料［J］. 林业科学， 2005， 41（1）： 189-193.
[29]	Pentecost A， Zhaohui Z. A Review of Chinese travertines［J］. Cave & Karst science， 2001， 28（1）： 15-28.
[30]	Pentecost A， Zhaohui Z. A note on freshwater research in China， with some observation the algae from Doupe Pool， Guizhou Province［J］. Freshwater Forum， 2001， 15： 77-84.
[31]	李华举，廖长君，姜殿强，等. 钙华沉积机制的研究现状及展望［J］. 中国岩溶， 2006， 25（1）： 57-62.
[32]	王智慧，张朝晖，李建华. 琵琶潭瀑布岩溶沉积物生物多样性研究［J］. 中国岩溶， 2007， 26（2）： 178-182.
[33]	王智慧，张朝晖，李建华. 石灰华扇（Tufa Fan）沉积物中的微型生物多样性［J］. 沉积学报， 2008， 26（4）： 670-675.
[34]	汪智军，殷建军，蒲俊兵，等. 钙华生物沉积作用研究进展及展望［J］. 地球科学进展， 2019， 34 （6）： 606-617.
[35]	郭云，支崇远，赵宇中，等. 硅藻对地表石灰华沉积的生物作用及其意义［J］. 上海地质， 2007， 28（1）： 21-24.
[36]	Shiyong Sun， Faqin Dong， Hermann Ehrlich， et al. Metabolic influence of psychrophilic diatoms on travertines at the Huanglong Natural Scenic District of China［J］. International Journal of Environmental Research and Public Health， 2014， 11（12）： 13084-13096.
[37]	田友萍，何复胜. 贵州香纸沟瀑水钙华藻席研究［J］. 中国岩溶， 1997， 16（2）： 145-154.
[38]	张捷，李升峰，陈舒泛. 石灰岩表面溶针孔的初步研究：以川西北九寨沟、南斯拉夫第那尔喀斯特区域为例［J］. 中国岩溶， 1991， 10（1）： 151-157.
[39]	Zhang Zhaohui，Allan Pentecost. New and noteworthy list of bryophytes from active ravertine sites of Guizhou and Sichuan， S. W. China［J］. Journal of Bryology， 2000， 22（1）： 66-68.
[40]	Salgado L T， Filho G M A， Fernandez M S， et al. The effect of alginates， fucans and phenolic substances from the brown seaweed padina gymnospora in calcium carbonate mineralization in vitro［J］. Journal of Crystal Growth， 2011， 321（1）： 65-71.