论文投稿_医学论文投稿_核心期刊,职称论文投稿发表_论文部落

　　摘要：环境与生命矿物学是矿物学、环境科学与生命科学之间的交叉学科，是成因矿物学在生命领域的拓展和延伸，是地球系统科学的重要组成部分。生命起源的矿物表征和矿物作用；极端环境下的生物多样性及生物与矿物的关系；生物体的矿物组成、作用、宏微观形貌和自组装结构；生命矿物成核、生长和自组装过程的有机质调控及其响应环境变化的标型特征；生物矿化的过程、机理及其资源环境效应；矿物（含药用矿物）在生命活动中的作用、过程与机理及其开发利用，是环境与生命矿物学的主要研究内容。生命矿物有其自身的特点，选择用于环境及其变迁研究的生命矿物时，应遵循“贯通性”、“灵敏性”、“统计性”和‘周期性”等四原则。根据生命矿物进行环境分析研究时，要注意甄别影响矿物学特征变化的环境要素；既要善于利用较便捷成熟的成因矿物学研究手段和方法（如热发光，简称TL)，还要充分利用其他学科中的技术（如计算体层摄影术，简称CT)创造性地开发生命矿物学的环境标型。
　　关键词：成因矿物学；环境科学；生命科学；交叉学科；新方法
　　1环境与生命矿物学是国际科学界研究的热点
　　1.1环境与生命矿物学是地球系统科学的重要组成部分
　　地球科学发展的两个主要驱动力，即学科发展的自身特点和规律与社会经济发展的需求在21世纪均引导地球科学直接指向了系统化发展的方向。地球是一个复杂的巨系统。地球表层的大气圈、水圈、生物圈的主要物质及其运动的规律，主要是由大气科学、水科学和生物科学来研究和揭示的。地球表层和深部的固体部分，包括大气圈中的固体微粒和岩石圈的主要物质及其运动规律，主要是由矿物学、岩石学、矿床学、地球化学、地层学和构造地质学来研究和揭示的。各门学科在研究各自的对象及其运动的过程中，毫无例外地会遭遇到各自对象与本学科不熟悉的物质之间的相互作用。例如，矿物的发芽、生长、形成和变化的整个生命历程，几乎总是不断地在与水、各种气体、各种生物、各种深部流体和熔体的相互作用中完成的，这个过程还常常伴随着复杂的地球动力学的和物理化学的作用场。因此，矿物学者如果只是孤立地研究矿物本身的晶体结构和化学成分，便不能理解矿物的发生史，他必须要把矿物置于与水和各种流体或熔体、与各种气体及各种生物相互作用的地球动力学的和物理化学的作用场中，才能获得有关矿物的全面的知识，才能利用对矿物的认识来有效地服务于人类社会。
　　人类对地球表面生物系统的认识由来已久。它实际上是从传统生物学的研究中发展起来的。20世纪末期，国际地球科学界陆续提出若干与地球中生物活动有关的新概念，如地球生物学（geobiolo-gy)、生物地质学（biogeology)和生命矿物学（bi-omineralogy，vita-mineralogy)等，近几年来得到国际科学界的普遍重视。在生物学、生命科学和仿生矿物材料学领域中，过去对生物体中矿物质的矿化过程与生物大分子的作用研究较多，近年来也开始更多地关注生命矿物与生物的体外环境之间的相互作用研究。2002年在英国爱丁堡和2006年在日本神户召开的国际矿物学大会，都把生命矿物学作为其重要主题之一。2008年在加拿大召开的国际地球化学会议和在挪威召开的国际地质大会也都将生物与矿物或其他地球物质的相互作用及地球中极端环境下的生物活动作为大会的论题之一。早在1999年，加拿大矿物学会和美国矿物学会都相继组织了矿物-生物相互作用短期培训班和学术讨论会，推动了地球生物学和环境与生命矿物学的研究进程。2007年，我国第一次批准将若干生命活动中的矿化作用及其环境响应作为国家重点基础研究发展计划(“973”项目2007CB815604)进行研究;2008年国家自然科学基金委员会地球科学部将地球生物学作为学部的重要研究领域之一，反映了我国也已将地球生物学提升为国家层面上的重要研究领域。在地球生物学的研究中，国内外的矿物学家、生物材料学家和生物学家密切结合主导地球生物学的研究，彰显了环境与生命矿物学是地球生物学的核心内容，是地球系统科学的重要组成部分。
　　1.2环境与生命矿物学的核心是生命科学与地球科学的融合
　　按照美国国家研究理事会2001年发表的《地球科学基础研究的机遇》战略报告，地球生物学主要研究以下内容:生物出现前的分子、生命起源和早期演化；生物和环境对物种多样性的控制；生物、群落和生态系统对环境扰动的反应;生物、生态系统和环境之间的生物地球化学作用与循环；自然和人为的环境变化对地球可居住性的影响。美国国家研究理事会对地球生物学研究内容的界定，虽然也立足于地球科学与生物学的结合，但显然主要反映了生物学背景下的研究课题。与此领域关系更为密切的一些内容，如矿物风化、土壤形成、自然资源聚集及营养物质和有毒物质活化中微生物作用研究，生物成矿作用等，在本战略报告中则分别放在“临界带”的综合研究和地球与行星物质研究领域中。
　　实际上，近几年来国际地球科学界更广泛地研究的内容是地质体(特别是地质成因的矿物岩石和水等地质体)与生物间的相互作用。由于地球科学与生命科学的交叉还是一门崭新的学科,而目前尚缺乏既有深厚的地球科学功底，又对生命科学有深入研究的双科交叉型的人才，因此，我们认为，作为以地球科学为主要背景的研究者，如果在地球生物学领域中将地球环境中的生物作为研究课题，显然常常会力不从心，难以取得事半功倍的效果。相反，如果在地球科学背景下，借助于生命科学的基本理论，立足于地质体和矿物(生物体中的矿物不属于地质体)与生物体的交互关系研究，则较为得心应手，可能取得创新性成果。