前人将有利于方解石和文石沉淀的海洋时期分别称为方解石海和文石海时期,这两者的重要区别是海水中的镁钙比,除此之外,微生物作为地球上广泛分布的因子,对海洋中碳酸盐矿物的沉淀也起着不可忽视的作用,这一过程的机制以及形成沉淀物的矿物学特征需要探究。本文在五组镁钙比(0,2,4,6,8),10%盐度的液体培养基中将一株保存于实验室中的枯草芽孢杆菌YXY1作为工作菌株模拟海水环境来诱导碳酸盐矿物沉淀,同时设置无菌对照组、制备无机成因的方解石。通过测量细菌的生长曲线,菌悬液pH变化,(?)浓度,碳酸酐酶活性等多种生化指标探讨生物矿化机制,利用XRD,SEM(EDX),偏光显微镜,FTIR测试手段对矿物进行了表征,同时对地史时期形成的微生物成因的叠层石灰岩和非微生物成因的竹叶状灰岩进行了分析测试,来探讨微生物诱导的碳酸盐矿物沉淀的矿物学特征。研究结果表明:枯草芽孢杆菌YXY1的生理生化结果表明该菌株具备良好的诱导碳酸盐矿物沉淀的生物学能力。在实验组中,Mg/Ca比为0时,培养14天后,诱导形成的矿物为方解石和微量球霰石,培养24天时,诱导形成的矿物为方解石,随着培养时间的延长,方解石的结晶度增大;Mg/Ca 比为2时,不论培养14天还是24天,诱导形成的矿物均为方解石,随着培养时间的延长,结晶度减小,对于镁钙比为0和2时诱导形成的方解石,其结晶度随着镁钙比的增加而减小,据此可推测,镁离子有破坏方解石晶体结构的作用;Mg/Ca 比为4时,诱导形成的矿物为富镁方解石,随着培养时间的延长,矿物相未改变,但结晶度降低,碳酸镁的含量由10.90%上升到13.04%;Mg/Ca比为6和8时,诱导形成的矿物为文石,随着培养时间以及镁钙比的增加,矿物相没有改变,但结晶度减小。说明在不同Mg/Ca比下,枯草芽孢杆菌YXY1的存在及其代谢活动,有力地促进了几种典型碳酸盐矿物的形成。不仅如此,枯草芽孢杆菌诱导产生的碳酸盐矿物形貌多样,且所有矿物都有明显的微生物痕迹(主要为附着在矿物表面的微生物体,微生物遗迹以及生物指标元素和大量的有机官能团)。野外灰岩样品和无机成因的方解石的分析测试结果表明:地史时期形成的叠层石灰岩与竹叶状灰岩相比,含有有机官能团,且两者所含方解石的结晶度,前者更大,这与实验室内微生物在镁钙比为0时诱导产生的方解石以及无机成因的方解石对比结果相一致。本文不仅为实验室内微生物诱导碳酸盐沉淀的机制及矿物学特征提供一定的参考,也对方解石海和文石海中的碳酸盐矿物沉淀以及野外灰岩样品的研究具有一定的参考意义。