近年来的研究和进展

20世纪70年代末，沉积学的新理论，特别是碳酸盐岩研究的成果被引入到磷矿的研究中，取得了很大进展。20世纪70年代末至80年代中期，先后召开了全国磷矿学术讨论会(昆明，1981)和第五届国际磷矿学术讨论会(昆明，65438)，特别是在湖北、湖南、贵州、四川、云南等省，一大批从事磷矿地质勘探和研究的地质学家、专家、教授对震旦系的矿床地质、岩石学、矿物学、沉积学、沉积环境、岩相古地理、成因等领域进行了深入研究这些成果多以论文形式报道，多收录在1981、1982的国内外磷矿学术论文中。在过去的35年里，磷矿的研究取得了两大进展。第一步是集中研究物理富集矿石的理论。到80年代中期，可以说物理富集矿理论达到了顶峰，其标志是叶连俊等人(1986)的《工业磷矿物理富集矿理论》及其著作《中国磷矿》(1988)的出版。叶连俊等人在其著作中论述了磷块岩的物理富集作用:“我国工业磷块岩主要是碎屑结构的层状磷块岩，是各类矿源层经过碎屑、搬运、再沉积和反复冲刷风选而物理富集的产物”。磷块岩研究的第二步是生物成矿理论的发展。1981 ~ 1983年，东冶麦星在中国南方晚震旦世和早寒武世主要工业磷矿床的矿石中发现了大量各种形态的磷微生物(化石)。认为是微生物建造了磷块岩，发表了《微生物建造的磷块岩》(沉积学报，65438朱世兴等人(1984)通过对开阳磷块岩的研究，认为磷块岩的形成与藻类和古微生物密切相关。沈和曾运福(1989)对滇东磷块岩进行了研究，发现了五大类15种属的藻类磷化石，认为藻类在磷块岩的形成中起了主导作用。叶连军等人(1989)在《中国磷矿》一书中把生物作为磷的主要来源之一，列举了细菌和微藻遗骸等7种生物来源。东冶麦星(1985，1989，1990，1991)将微生物学、生物化学和医学引入磷矿研究，进而进一步研究生物成矿作用、生物聚磷机制、成矿条件、成矿构造古地理和区域成矿作用。这些研究结果表明，中国南方晚震旦世和早寒武世磷块岩主要是由生物，尤其是磷微生物建造的。

生物矿化是当代地球科学发展前沿领域的重要课题，引起了叶连俊院士的高度重视。他在“生物矿化研讨会”上的报告中指出:“过去，生物矿化的研究在很长一段时间内进展缓慢，但近年来开始受到国际科技界的广泛关注。在国际地球科学最大的地质大会中，前几届的生物矿化内容相当分散，但在1989的第28届大会中，不仅设立了生物矿化专题，而且在其他分会议中也做了大量的生物矿化报告。生物成矿作为地球科学发展的前沿领域，引起了中国地球科学的极大兴趣。但总的来说还处于弱势甚至空白状态，必须奋起直追。”1990年初，在他的倡议下，国家自然科学基金委员会和中国科学院资源环境局联合举办了“生物矿化研讨会”。参加研讨会的学者，包括8位委员(院士)和近100位专家，进行了广泛深入的论证，提出了“生物矿化与成矿背景研究”的项目意向，得到了有关部门的重视和采纳，并在65438+中被采纳。在叶连俊院士的主持下，由南京地质古生物研究所地质研究所、广州地球化学研究所和微生物研究所、中国地质大学、南京大学、成都理工大学等单位的研究人员组成的多学科研究小组，，正式从1992开始探讨这个高难度的话题。选择扬子区的贵州、湖南、广西、陕南、安徽、浙江西部等地区为主要研究区，选择锰、磷、铁、铅锌、天然碱、钡、金矿床进行重点解剖。经过四年的研究，取得了重要的研究成果。具体阐述了生物有机质的类型、作用、过程、标志、成矿生物的繁殖、成矿过程可以进行的环境和背景条件，从而肯定了生物有机质在整个成矿过程中的重要表现；确认最重要的成矿生物是细菌、藻类和微生物；确认并提出了***10两类生物有机质成矿标志；揭示了生物有机质的成矿作用受成矿的物质基础、成矿环境和背景、沉积分异相域和生物群落相域的协调和分布的制约。生物有机质的成矿是一个事件，其时空定位受到“沉积间断效应”和“沉积边界效应”的制约，所以生物有机质成矿的时空定位是有规律的，成矿是可预测的，是有理论依据的。从65438到0997，该项目通过了包括四位院士在内的专家组的鉴定和验收，认为该项目在生物矿化研究领域取得了突破。

上述生物矿化的研究成果已得到普遍认可，但仍遗憾的是没有生物矿化的实验数据支持。笔者在多年研究滇东磷矿的过程中发现，滇池是由20条集水河流形成的集水盆地，流域面积3000km2。西南部的曼梯川只有1条河流，大量的寒武系磷块岩分布在外湖的东、南、西。每年都有大量的磷被带入滇池，尤其是流经南部和东部磷矿区(层)的7条河流带入的磷。比如柴河每年每平方公里输入总磷355kg。可以说，滇池是世界上磷源最丰富的湖泊之一。因此，滇池是研究现代磷沉积和微生物矿化实验的天然实验室。他把这一思想的目的、方法和技术路线提出来，构思了成矿实验研究等于1998，引起了叶院士的极大兴趣。他鼓励说，这是一个大胆的、可行的、开创性的想法。如果能获得实验研究成果，将是对生物成矿理论的重要贡献，应尽快实施。1999作者申请了国家自然科学基金项目“滇池现代磷沉积及环境污染防治对策”。由中化地质矿务局地质研究所和云南大学生物系微生物实验室组成科研团队。经过三年的野外和室内实验研究，按照一定的网格对滇池水体和表层沉积物(泥)进行了采样和测试。根据沉积物磷含量划分为5个区域，每个区域通过钻取岩(泥)芯取样，对水体、表层沉积物和钻芯剖面样品进行检测，研究细菌种群、数量、分布特征及其与磷含量的关系。滇池现代磷沉积研究表明，滇池微生物种群和数量众多，但能溶解、转化、迁移、聚集和沉积磷的微生物主要有两类:解磷细菌和聚磷细菌。在沉积物磷含量高的区域，解磷细菌的种群和数量与沉积物磷含量呈负相关，与水体磷含量呈正相关，而聚磷细菌的种群和数量与沉积物磷含量呈正相关，与水体磷含量呈负相关。在沉积物中磷含量较低的地区，上述相关性则相反。结果表明，当解磷细菌的种群数量和繁殖量大于聚磷细菌时，沉积物中的磷向水体迁移，反之亦然。这一事实令人信服地证明了微生物在磷循环中的重要作用。滇池这一活体微生物对磷的溶解、转化、迁移、聚集和沉积，为古磷矿的微生物成矿理论提供了有力的证据，为微生物成矿理论提供了可靠的实验研究数据，填补了生物成矿实验的空白。

研究成果得到了杨遵义、叶连军、叶大年等资深院士的高度评价。他们认为这项研究独树一帜，率先垂范，开创了磷块岩研究的先河，研究成果处于国际领先地位。研究成果支持了磷块岩微生物成矿理论，为古磷块岩生物成矿提供了实验研究数据，是一项新的贡献，使磷块岩生物成矿理论研究上升到一个新的阶段。

近几十年来，磷块岩生物成矿作用的研究进展分三步走。第一步是磷块岩中各种藻类和真菌的大量磷化石的发现和生物成矿作用的研究。第二步是自然条件下现代活微生物对磷的分解、迁移、富集和沉积的实验研究，为古磷块岩的微生物成矿提供了有价值的事实依据。第三步是磷块岩微生物成矿理论体系的问世和找矿实践的验证，以《磷酸盐成矿》为标志。本书涵盖了磷微生物的发现、磷块岩微生物成矿理论的建立和磷的现代沉积。从与微生物成矿理论相匹配的陆缘造岩构造古地理，到陆缘岩套和磷块岩的层序模式，再到陆缘岩控矿(找矿)模式的建立；从区域成矿规律、富集规律到成矿预测，再到找矿实践的检验，形成了较为完整系统的磷矿成矿理论体系。可以说，目前对磷块岩生物成矿作用的研究已经达到顶峰。事物的发展是永无止境的，可以期待磷块岩的研究会有更新的发展。