海灘巖膠結作用研究獲進展

　　近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室助理研究員張喜洋、副研究員楊紅強與中國科學院南京地質古生物研究所等合作者在海灘巖微生物介導的膠結作用取得新認識。相關研究發表于《古地理學，古氣候學，古生態學》。

　　海灘巖是碳酸鹽礦物膠結海灘沉積物形成的海岸帶沉積巖，其快速強烈的膠結作用可減少海平面上升造成的海岸侵蝕，有效保護海岸帶生態系統。因此，對海灘巖膠結機理的研究可為海岸帶護岸工程提供生態、綠色、環保的解決思路。

　　海灘巖膠結作用長期存在無機和有機成因的爭議。早期學者普遍認為單純的物理化學過程如蒸發、咸-淡水混合和CO2排氣作用可以導致孔隙海水對碳酸鹽礦物過飽和并誘發沉淀。近年研究強調海灘巖中微生物新陳代謝可誘導碳酸鹽礦物沉淀，然而一直缺乏關鍵證據。

　　研究人員在西沙群島全富島海灘巖中發現大量具有鈣化膠鞘的藍細菌Lyngbya（鞘絲藻屬）、Calothrix（眉藻屬）和Dichothrix（雙須藻屬）活體細胞。菌絲膠鞘由微米級高鎂方解石有機礦物組成，晶型涵蓋從無定型到短棒狀和片狀；藍細菌的光合作用是誘導碳酸鈣沉淀的主要機制，光合作用引起周圍孔隙水堿度升高，碳酸鈣礦物過飽和，繼而在胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances，EPS）上結晶；藍細菌死后，碳酸鈣雛晶隨著細胞有機質的分解散落粒間孔隙，晶體在有機和無機作用下快速生長，最終膠結海灘顆粒物。

　　該研究證實了海灘巖巖生微生物中具EPS結構的藍細菌對海灘巖早期膠結作用的貢獻，是海灘巖微生物成因理論的重要補充。