微生物（有机）矿化作用广泛存在于地球表层系统。碱湖（碳酸盐型湖泊）以高碱性水体（pH>9）及以CO₃^2-、HCO₃^-为主的阴离子组成为特征，显著区别于以CO₃^2--SO₄^2--Cl^-组合为主的硫酸盐型湖泊和以Cl-为主的氯化物型湖泊。尽管地质历史时期发育的碱湖相对较少，但其却是油气、天然碱矿和硼矿的重要地质载体。例如准噶尔盆地下二叠统风城组碱湖烃源岩，是盆地西北缘百里油区形成的物质基础；世界上最大的天然碱矿床——美国西部绿河组（Green River Formation）天然碱矿，也形成于古近纪始新世碱湖环境。此外，古代碱湖的极端碱性水体条件孕育了独特的生物群落，使其成为研究深时极端古生态的关键档案。古代碱湖沉积序列中，普遍发育天然碱矿层-白云岩-富有机质泥页岩（或油页岩）的特征性共生组合，例如美国大绿河盆地（Greater Green River Basin）绿河组的天然碱矿层，顶底板多由油页岩和白云岩组成；我国规模最大的古代天然碱矿——河南安棚与吴城天然碱矿，其矿层厚度中心与富有机质泥页岩和白云岩的沉积中心高度重合，在垂向上三者也常呈薄、中厚层状紧密互层，构成韵律性沉积组合（图1）。
       古代碱湖特征性的天然碱矿层-白云岩-富有机质泥页岩（或油页岩）共生组合，揭示天然碱-白云石-微生物之间存在成因关联。这种成因联系的核心机制为“微生物群落-白云石互馈作用”，包含以下三个层次（图2）：（1）碱湖微生物促进白云石沉淀：在碱湖极端碱性（pH>9）水体中，蓝细菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等嗜碱/耐碱微生物主导生态系统。研究证实，这些微生物可通过改变胞外微环境（如提升局部pH值、消耗SO₄^2-、产生CO₃^2-等），以及提供初始成核位点（如胞外聚合物EPS、细胞膜等）等方式，克服白云石形成的动力学屏障，促进白云石沉淀。（2）白云石沉淀驱动微生物群落演替：白云石沉淀会固定碱湖水体中的Mg²⁺/Ca²⁺，并通过消耗CO₃^2-影响CO₃^2--HCO₃^-缓冲系统，引发水体离子浓度梯度和pH波动，改变微生物群落外部环境，进而驱动微生物群落演替。（3）互馈终止与天然碱矿物形成：碱湖微生物群落-白云石互馈作用持续进行导致水体中的Mg²⁺/Ca²⁺/ SO₄^2-被逐步消耗，当其中一种或几种离子浓度降至临界阈值以下，互馈循环终止。此时，碱湖高碱度、高Na⁺和CO₃^2-的水化学条件，为天然碱矿物的形成提供了物质基础，随着水体进一步蒸发浓缩，天然碱矿物便开始沉淀析出。
       碱湖独特的高pH水化学条件可活化营养元素，中和有害物质，提高初级生产者占比，形成极高的初级生产力；同时早期硅化、热泉输入和天然碱矿物外壳的形成可减少碱湖有机质的分解，二者共同促进碱湖沉积物（岩）中有机质富集，为碱湖优质烃源岩发育提供物质基础。以泌阳凹陷安棚地区古近系核三段顶-核二段底为目的层段，其含碱层系的矿石类型主要为苏打石，大气、岩浆深源和微生物活动共同为碱湖提供CO₂。该层段发育球状/杆状、纳米质点结构的原生白云石，且检测出藏花烷、PMI等特征生物标志物，可作为古代碱湖微生物群落-白云石互馈作用的一个典型实例。研究完善了深时极端环境微生物（有机）矿化理论，为古代碱湖矿产资源勘探提供支撑。未来应深入开展碱湖烃源岩微生物群落-原生白云石的协同演变机制研究。
 

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