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本文用利用电镜扫描的方法分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层中石英砂微形貌的特征,发现在企鹅粪含量高的沉积层中石英砂表面具有明显的碗状溶蚀坑等化学溶蚀特征,这一溶蚀特征在Y2湖企鹅粪含量低的沉积层和研究区的其他未受企鹅粪影响的沉积环境中均未明显出现。证明企鹅粪对于石英砂的微形貌改变具有作用。
为了揭示这一特殊化学溶蚀现象的作用机制,根据Y2湖企鹅粪土沉积层自然沉积环境通过条件实验确定在实验室内使用酸性较高的氟溶液(1Mol L<-1> HF溶液)对石英砂进行溶蚀实验,通过对比分析发现,实验室模拟条件下可以得到与企鹅粪土沉积层中石英砂相近的表面微形貌特征,这表明它们是在相似的过程中形成的。实验室模拟条件下可以得到与Y2湖企鹅粪土沉积层中石英砂相近的表面微形貌特征,这表明企鹅粪土沉积层中形成的HF酸的化学溶蚀作用可能是改变Y2湖沉积物石英砂表面微形貌的主要原因。在模拟条件下实验时间的长短对石英颗粒微形貌的影响并不大,pH值等化学因素和石英晶体本身的结构特征是石英砂表面形貌变化的主要原因。
企鹅粪土对石英砂溶蚀是一种特殊的生物地球化学作用,在南极地区特殊的自然条件下碗状溶蚀坑与企鹅粪之间存在一定的因果关系,因此,通过对石英砂这一特殊表面微形貌特征的研究可以一定程度上反映企鹅种群活动的有无和强弱。由此使石英砂的表面微形貌分析成为研究南极生物化学溶蚀作用和生物活动标记的一种新的辅助手段。