自然界中微生物碳酸盐岩的沉积机制是沉积学领域研究的热点之一,碳酸盐形成机制从过去的物理化学成因一直发展到现在绝大多数研究者所倡导的微生物成因,取得了丰硕的成果,但是不同来源的镁对微生物岩形成的影响研究甚少。基于此,本实验分离纯化出一株表皮葡萄球菌Staphyloccus epidemidis Y2,测定了该菌的生长曲线、pH值曲线。为探讨其pH上升的原因,对该菌进行氨气定性实验及碳酸酐酶活性测定。同时还测定了体系中碳酸根和碳酸氢根离子浓度的变化、细菌胞外聚合物中的氨基酸组分。之后在不同Mg/Ca比下,利用硫酸镁、氯化镁两种不同的镁源,于30℃利用该菌株诱导碳酸盐矿物。利用偏光显微镜、X-射线衍射技术(XRD)、扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、傅里叶红外测试(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等对矿物特征进行分析。通过对微生物细胞进行高分辨率透射电镜(HRTEM-SAED)及扫描透射电镜(STEM-EDS)分析观察矿物元素在细胞内外的分布情况,确定成核位点及是否发生胞内矿化。对比生物成因及非生物成因方解石在形态、元素、稳定碳同位素上的差异,分析微生物矿化的地质意义。结果证实嗜盐菌表皮葡萄球菌Staphyloccus epidemidis Y2能通过产生氨气和碳酸酐酶提高环境的pH,碳酸酐酶催化的二氧化碳水合反应,释放出大量的碳酸根和碳酸氢根离子,提高了培养体系中碳酸盐矿物的过饱和度;细菌胞外聚合物中甘氨酸含量很高,有助于细菌在高盐环境下生存;不同镁源下(硫酸镁、氯化镁)该菌诱导得到的矿物相相同,不加镁时矿物相为方解石,加镁后硫酸镁组和氯化镁组中都为单水方解石;不同镁源对矿物的密度、晶型和生长方式有影响,在氯化镁培养基中,单水方解石的晶胞密度低于硫酸镁培养基。在硫酸镁培养基中晶体呈螺旋状生长,而在氯化镁培养基中晶体呈同心圆状生长。尤其在Mg/Ca 比为8时,硫酸镁中矿物表面由规则的具有几何形状的微晶组成,而氯化镁中矿物表面则由若干颗粒状矿物微晶组成;细胞内有钙化现象,但矿物没有晶体结构。通过对嗜盐菌在不同镁钙比和不同镁源下生物矿化的研究,为高盐环境中微生物诱导矿化的机制提供一定的理论依据,同时为地质历史时期海相碳酸盐岩的沉积机制提供参考。微生物成因方解石、单水方解石的研究对于微生物碳酸盐岩的识别、沉积环境的复原具有重要的参考价值。