金属矿产资源在国民经济建设中具有重要地位。随着矿产资源的不断开采利用,地表矿床逐渐枯竭,已不能满足经济建设的需求。因此,结合新的找矿技术寻找隐伏矿产已成为关系到国计民生的重要工作。生物找矿技术是利用生物体内金属元素浓度的异常或生物特殊的生长和行为特征作为找矿依据一种新型找矿方法,主要包括动物找矿、植物找矿和微生物找矿。其中,微生物找矿作为一项新的技术越来越受重视。本研究选择山东省胶东金矿区的优势性微生物蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)作为研究对象,通过分析土壤中蜡样芽孢杆菌芽孢数与重金属含量的相关性,研究蜡样芽孢杆菌对胶东金矿的指示意义,并借助同步辐射X射线吸收精细结构(X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy,XANES)技术,扫描/透射电镜结合能谱分析技术(SEM/TEM-EDS)和X射线光电子能谱(XPS)开展蜡样芽孢杆菌对金的形态转化过程及其还原解毒机制研究,为生物找矿提供重要的理论依据和支持。研究的主要结论如下:(1)蜡样芽孢杆菌的芽孢数对金矿具有一定的指示性。在胶东金矿区采集的土壤中,蜡样芽孢杆菌的芽孢数随金浓度的增加而增加,相关性系数为0.78,但与土壤中Zn、As、Cd、Cu和Pb等重金属含量无明显相关性。(2)蜡样芽孢杆菌培养7d可溶解矿石中45.90%的金,同时芽孢的数量比不含金矿石的体系中增加15-20倍,说明蜡样芽孢杆菌可促进金的溶解释放,形成的金化合物促进芽孢的形成。(3)在Au(Ⅲ)浓度为0.0-0.6 μg/mL的范围内,蜡样芽孢杆菌的生长几乎不受影响,但Au(Ⅲ)促进芽孢的形成;当Au(Ⅲ浓度大于0.6μg/mL,蜡样芽孢杆菌的生长受到抑制。在一定的浓度范围内,芽孢的数量的增加可应用于指示金矿区的存在。(4)蜡样芽孢杆菌可将毒性较强的Au(Ⅲ)还原为毒性较弱的纳米金,从而实现对Au(Ⅲ)的解毒。SEM/TEM-EDS结果显示纳米金沉积在细胞表面与细胞内。XANES结果显示蜡样芽孢杆菌将Au(Ⅲ)还原为纳米金的过程中生成Au-S中间体。蜡样芽孢杆菌在形成芽孢过程中母体细胞裂解释放的胞内物质将Au(Ⅲ)还原为毒性较弱的Au(0)是重要的解毒机制。(5)在蜡样芽孢杆菌与金相互作用后,XPS结果显示C-OH、C-O-C和N-C=O等基团主要参与了 Au(Ⅲ)的还原解毒过程。AU4f的XPS结果显示蜡样芽孢杆菌在将Au(Ⅲ)还原为Au(0)的过程中生成了 Au(Ⅰ)的中间产物,这一结果与同步辐射XANES测定的结果一致。