微生物碳酸盐沉积是当今国际上生物地质学领域研究热点之一，其侧重点在于阐明微生物及其代谢产物诱导碳酸盐沉积的机理及其在成岩过程中的作用。本论文通过在实验室培养集胞藻PCC6803模拟碳酸盐的沉积，以期为微生物诱导碳酸盐沉积机制提供理论依据，同时也为沉积岩中微生物类群的确定提供一些线索。　　本论文以蓝绿菌集胞藻Synechocystis sp.PCC6803细胞为实验材料，采用激光共聚焦显微镜(LCSM)分析集胞藻表面钙离子的分布情况与透射电镜(TEM)分析不同钙离子浓度下集胞藻细胞内部和外部变化及生成矿物情况;通过扫描电镜及能谱仪、傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)来分析蓝绿菌集胞藻对方解石表面形貌及结构组分的影响;通过方解石矿物颗粒的TG-DTG和DSC分析以及不同钙离子浓度下集胞藻细胞的热解实验来探讨蓝绿菌集胞藻对方解石热稳定性的影响及蓝绿菌自身热失重规律;通过分析不同钙离子浓度和不同pH值下钙离子浓度的变化来拟合碳酸钙沉积的数数模型，探讨有利于生物矿化的最佳条件;采用FTIR、NMR、TEM、TG、荧光显微镜及紫外-可见分光光度计对蓝绿菌集胞藻的胞外聚合物进行分析。通过以上研究以期探讨蓝绿菌集胞藻诱导方解石沉积的机制。　　研究结果表明，在较低浓度钙离子环境中，通过观察发现钙离子分布于细胞壁内部，以结合态存在。HRTEM观察发现，在矿化程度很低的样品上，发现细胞内部含有丰富的叶绿体，几乎没有或很少有淀粉粒存在，集胞藻个体比较大;而矿化程度稍高的样品上，有些集胞藻在半透明的有机薄层外产生了厚厚的胶质鞘，原来的叶绿体几乎全部转变成了淀粉粒，大小在0.5-1μm之间，比较均一，同时集胞藻个体明显变小，几乎是原来直径的一半;在矿化程度很高的样品上，发现细胞内部几乎全部是淀粉粒，没有叶绿体存在，出现了类似于液泡的一个囊状物。对照组中的浅黄色沉淀大约20几个纳米，实验组矿物颗粒为微米级别，表面呈现许多叠加在一起的片层状。XRD分析证实，经过集胞藻诱导的方解石晶体发生了择优取向。电子探针元素分析可知对照矿物的元素包含Ca,C，O，P，Fe，Cu，Zn和其它元素，Ca和O的质量分数为55.33％和33.20％，其次是Fe和C;实验组沉积物颗粒仅含有Ca，C，O三种元素，相应的FTIR光谱出现的吸收峰2500，1793，870和712cm-1皆为方解石的特征吸收峰。因此实验组中由集胞藻诱导产生的矿物颗粒进一步被证实为方解石。热失重分析可知实验组矿物颗粒开始失重是在250℃，是有机氧化物质在高温下遭受到了分解作用，对照组矿物分解温度为687.3℃，而实验组中的矿物分解温度为707.1℃，比对照组中的矿物分解温度高出20℃。在第二次失重后，对照组矿物丢失质量36.41％，剩余质量为60％;实验组矿物丢失质量为41.32％，剩余质量为55％。实验组矿物丢失和剩余的质量百分比正好与标准CaCO3遇热分解后丢失和剩余的比例相吻合，这一点进一步证实了实验组矿物就是CaCO3。　　结果还表明，在高浓度钙离子环境中钙离子浓度的变化符合指数模型，R2值虽有所不同，但都在0.9以上，同时求得沉积速率常数k，在不同钙离子起始浓度和不同pH下k值最大值为0.70。通过对不同条件下钙离子沉积数学模型研究，可得知在一定钙离子浓度梯度中，钙离子沉积的最佳条件为钙离子浓度为1.5g/L和pH为7。对蓝细菌集胞藻PCC6803的胞外聚合物特征分析可知集胞藻EPS成分复杂，含有糖类、蛋白质和核酸等成分，测得EPS中钙离子浓度为0.31mg/g，说明胞外聚合物能强烈地吸收大量的钙离子。NMR结果证实样品中可能有芳香基团、酯基、醇或醚、酮基、饱和烃基。荧光显微镜观察结果证实集胞藻EPS中含有1，3-β-D-葡聚糖。热失重结果表明EPS在200℃以下是相对稳定的。