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Mineralogical and geochemical evidence for coupled bacterial uranium mineralization and hydrocarbon oxidation in the Shashagetai deposit,NW China

【摘要】:正Unusual mineral structures have recently been found in a sandstone-hosted roll-type uranium deposit in the Middle Jurassic Zhiluo Formation in the Shashagetai deposit,the northern Ordos basin,NW China.The structures possess a chemical composition and crystal structure characteristic of mineral coffinite[(USiO_4)_(1-x)(OH)_(4x)],which occurs as nanoparticles with size ranging from 5 to 25 nm.These structures are interpreted to be fossilized microorganisms,based on mineralogical biosignatures including morphology,size,occurrence of biogenic coffinite as nano-crystals,and biological elements such as P.The intimate intergrowth of coffinite with secondary pyrite of bacterial origin,as defined by lowδ~(34)S values,and calcite cements with petroleum-derived carbon supports its biogenic origin.Oil inclusions in the host sandstone are characterized by abundant n-alkanes,slightly increased Pr/nC_(17) and Ph/nC_(13) ratios,significant amounts of demethylated hopanes and tricyclic terpanes,and the existence of unresolved complex mixtures.These characteristics are interpreted to be a result of mixing of an earlier,heavily degraded oil with a later charged fresh oil;subsequently the oils were slightly degraded.These lines of evidence lead to the proposal that the reduction of sulfate and oxidization of petroleum are likely synchronous with reduction of hexavalent[U(Ⅵ)]to tetravalent[U(Ⅳ)]uranium by sulfate-reducing bacteria(SRB).The discovery of a natural association of microorganism-like structures,a uranium mineral,and biodegraded petroleum has implications for uranium biomineralization and fossil fuel exploration.

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