沉积矿床-生物化学沉积矿床

2.氧化
许多有机物具有氧化的机能，即所谓的喜氧细 菌，在这样的沉积环境中，由于喜氧细菌的参与， 使得成矿环境具有较强的氧化性质。例如，丝状铁 菌能使Fe(HCO3)2氧化成为Fe(OH)3。
当条件有利于铁菌繁殖时，在静止的水体底 部可形成铁矿。在有硫菌参与的情况下可以使硫化 氢氧化成分子硫，这亦是生物成因的硫矿床形成的 重要阶段。
（2）磷块岩矿床的成因
关于磷块岩的成因，目前主要有三种观点，即 生物成因说、化学成因说、和生物-化学成因说。
①生物成因说 磷块岩是在海洋中生物大量死亡后直接堆积 形成的。矿床中的磷来自各种动物的骨骼、牙齿、 贝壳和肌肉组织。
最早提出的“生物成因说”认为，沉积磷块岩 矿床是由于海水中大量生物死亡后聚集而成的。
5.分解或合成形成各种有机化合物
许多生物死亡之后，其躯体可被其它的生物（如 微生物）分解而形成CO2、CO、CH4、H2S、H2、H2O等， 可使周围的水体介质的PH和EH值发生变化。
此外，生物的生理作用可以将所吸收的元素合 成形成各种有机化合物，如碳水化合物、蛋白质、 有机酸、酶、维生素等。
这些组分在经过生物化学的变化，就会变成腐 殖质。而腐殖质就是泥炭和煤的前身。淤泥中的有 机物经细菌分解、合成，还可以形成石油等。
3.还原
即厌氧细菌作用。这种细菌在一种缺氧的环境中 生存，可以把硫酸盐还原成硫化氢，因而有利于自然 硫矿床和许多金属硫化物矿床的形成。某些微生物还 可以使许多的变价元素如S、Fe、 Mn、 V、 U等由高 价还原成低价态，从而导致沉积形成的变化和固相化 合物的重新溶解、迁移和再沉积。
例如三价铁溶解度小，往往形成沉淀，而被还原 成二价时的溶解度大，转入溶液中。因此这种作用对 于某些成矿物质的沉积或成岩阶段进一步集中和改造 具有重要的意义。
至于生物到底形成那些矿产，所起的作用究竟有 多大。生物成矿作用经历过什么样的过程等问题，目 前研究不甚深入。
与生物成矿作用直接或间接有关的矿床有：磷块 岩矿床、硅藻土矿床、沉积自然硫矿床、金属硫化物 矿床、金矿床、铀矿床。下面我们仅仅择其中的几种 矿床简单地介绍。
1. 沉积型磷块岩矿床
磷是生命元素之一，它在所有生物的生命循环过 程中都占有重要地位。自然界中的磷块岩矿床的形成， 生物起着主导的作用。
（1）磷的来源
由于磷与生物界的关系极为密切，因此许多人 也称磷为“思想生命元素”。
原始磷质来源于各类岩浆岩中的磷灰石矿物和 火山喷发物。当这些磷矿物被分解形成可溶性磷酸 盐时，可被生物吸收。生物死亡后，其躯体被分解 破坏，又将磷质溶解重新回到水体中。所以，归根 结底，磷质的最终来源还是大陆风化产物以及海底 的火山喷发物质。
二 生物化学沉积矿床的形成机理
（一）生物化学机能
在生物化学沉积矿床的形成过程中，生物具 有多种生物化学机能。这些机能对于矿床的形成 起着重大的影响，简要地说来，生物具有以下6 大机能：
1.产生气体
任何生物都有产生气体的机能，特别是绿色植 物的光合作用更能产生大量的氧气。人们认为，大 气圈中的游离氧全部都与植物的光合作用有关。而 动物以及各种微生物的呼吸作用则产生大量的二氧 化碳和其他的气体，这些气体的存在，都会导致成 矿环境的物化条件的改变，从而改变其中发生成矿 作用的过程。
6.吸附作用
某些细菌，在生命的活动过程中，还具有胶 体物质的特征，是一种具有吸附能力的细菌微 粒，因而可以吸附各种金属元素，产生迁移而 富集。经研究查明细菌能吸附Cu、Pb、Zn、Fe、 Mn、Mo、B等微量元素。
三、生物化学沉积矿床的类型
生物直接形成矿床的典型例子是可燃有机矿产煤、 石油、油页岩和天然气。
第五节 生物化学沉积矿床
一 生物化学沉积概念 定义：指由沉积作用堆积起来的生物遗体，或经过生
物有机体的分解而导致有用组分（矿物）沉淀所形成 的矿床，也包括在沉积过程中由于细菌的生命活动而 使某些元素聚集而形成的矿床。这类矿床的成矿过程 中，生物作用占有很大的意义。因此，根据上述的定 义我们可以将这类矿床理解为：由生物化学作用促使 有机的或无机的成矿物质在各种水盆地中聚集沉积而 形成的矿床。
在外生成矿 过程中，生物 的参与可以是 直接的，也可 以是间接的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生物在许多外生矿床的形成过 程中占有极其重要的地位，尤其是 在成矿物质的风化剥蚀阶段、搬迁 运移阶段、沉积富集阶段、固结成 岩阶段以及后生变化阶段，都发挥 重要的影响。
（1）直接参与成矿作用 是指成矿物质直接来自生物有机体本身，例如磷 块岩矿床、硅藻土矿床、沉积硫矿床、白垩矿床、生 物灰岩以及煤、石油、天然气等。 （2）间接参与成矿作用 是指生物遗体经过腐烂、分解、或者生物在其生 命的延续活动过程中所形成的产物酶、有机酸、腐殖 质等组分的影响下，改变了成矿的物理-化学环境、促 使金属元素聚集成矿，如Fe、Mn、Al、U、V、Cu、Zn、 Co、Ni、Ge、黄铁矿…..等矿床的形成。
如南非好望角以南，赤道暖流和南极寒流相遇 之处生物大量死亡，它们的遗体在海底堆积下来形 成磷酸盐结核；
生物界的演化是不断向前发展的，从单细胞到 多细胞，从水生到陆生，从低级到高级。
因此，大气圈的气体成分也在不断地发生变化， 这些变化对于沉积矿床的形成都有影响。例如在距 今十几亿年前的太古代、元古代，大气圈中的二氧 化碳多而氧气少，因此以低价铁的氧化物的沉积占 优势，南非的元古代砂砾岩型金-铀矿床中的黄铁矿 碎屑就是在这种缺氧富二氧化碳的环境中沉积的。
4.浓集某些元素
各种生物在其生命的活动过程中，可以不断地 从周围的介质中（从水体中、空气中、岩石土壤 中……）有选择性地获取某些元素，然后在其生理 的新陈代谢过程中被固定下来。这些元素多以金属、 非金属有机化合物的形式存在于生物体内，构成生 物的重要组成部分。组成生物的元素达60余种，这 些元素在生物的体内变化极大，从百分之几（如 C， H，O，S，P，Ca……）到n×10-12％(Ru，Re)，各种 生物对于元素的这种有选择性的吸收、浓缩，则是 许多生物化学沉积矿床的物质基础。