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岩石（矿物）风化是地球关键带内广泛发生的重要地球化学过程之一，而微生物又是广泛参与该过程的物种。研究微生物促进岩石（矿物）风化的机理有助于深刻理解土壤的形成和演化过程、土壤中营养元素的循环过程，也能够为碳元素在岩石圈和大气圈之间的循环过程提供理论依据。目前，科学家在微生物促进岩石（矿物）风化作用的领域内已取得许多成果，但研究工作往往以元素的释放速率为重点，对风化后所形成次生矿物的关注极少。本文以沙芬西芽孢杆菌HR-2菌株为微生物材料，进行了细菌—粗面岩/正长斑岩作用的模拟实验，以探讨同种细菌对两种结构相同、矿物组成略有不同的岩浆岩风化过程的差异性。利用高效液相色谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪分别测定了各阶段培养液中的低分子量有机酸和主要元素的含量，利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对各阶段固相产物的矿物组成、表面形貌及元素组成进行了测定和观察，探讨了HR-2菌株促进岩石风化的机制，重点关注了风化过程中是否形成次生矿物的问题，以及矿物组成对风化效果的影响。主要研究结果如下:
(1)在沙芬西芽孢杆菌HR-2菌株作用下，粗面岩和正长斑岩中主要元素的溶出量均显著高于对照实验，即该菌能够显著促进粗面岩和正长斑岩的风化。
(2)粗面岩与正长斑岩的元素溶出能力存在一定的差异（正长斑岩中Si、Mg、K和Ca的最大溶出率分别是粗面岩的4.73、1.55、1.62和2.7倍，而粗面岩中Al和Fe的最大溶出率分别是正长斑岩的1.75和4.68倍），这可能与它们所含矿物种类和含量不同有关。
(3)在HR-2菌株作用下，粗面岩风化过程中形成了伊利石和高岭石两种次生矿物—它们可能是玻璃质基质中的元素溶出后重组而形成:正长斑岩风化过程中只形成高岭石一种次生矿物，它可能是透长石风化的产物。
(4)在HR-2菌株风化粗面岩过程中，培养液中Si、Al和Fe元素的离子浓度与HR-2菌株分泌的胞外多糖含量呈显著正相关关系（相关系数r分别为0.71、0.71和0.73）;在HR-2菌株风化正长斑岩过程中，培养液中Si、Al、Fe、Mg和Ca元素的离子浓度与HR-2菌株分泌的低分子量有机酸呈显著或极显著正相关关系(r分别为0.65、0.84、0.74、0.81和0.84)。因此可以认为，分泌胞外多糖和低分子量有机酸可能是微生物促进粗面岩和正长斑岩风化的主要机制。
(5)无论是粗面岩还是正长斑岩，其主要元素的溶出速率均高于或显著高于其中的单一矿物—黑云母和钾长石。即，岩浆岩中的元素较矿物更容易释放，可能是因为其中的一部分存在于岩石的玻璃质中、在溶出过程中无需克服晶格能。
(1)在沙芬西芽孢杆菌HR-2菌株作用下，粗面岩和正长斑岩中主要元素的溶出量均显著高于对照实验，即该菌能够显著促进粗面岩和正长斑岩的风化。
(2)粗面岩与正长斑岩的元素溶出能力存在一定的差异（正长斑岩中Si、Mg、K和Ca的最大溶出率分别是粗面岩的4.73、1.55、1.62和2.7倍，而粗面岩中Al和Fe的最大溶出率分别是正长斑岩的1.75和4.68倍），这可能与它们所含矿物种类和含量不同有关。
(3)在HR-2菌株作用下，粗面岩风化过程中形成了伊利石和高岭石两种次生矿物—它们可能是玻璃质基质中的元素溶出后重组而形成:正长斑岩风化过程中只形成高岭石一种次生矿物，它可能是透长石风化的产物。
(4)在HR-2菌株风化粗面岩过程中，培养液中Si、Al和Fe元素的离子浓度与HR-2菌株分泌的胞外多糖含量呈显著正相关关系（相关系数r分别为0.71、0.71和0.73）;在HR-2菌株风化正长斑岩过程中，培养液中Si、Al、Fe、Mg和Ca元素的离子浓度与HR-2菌株分泌的低分子量有机酸呈显著或极显著正相关关系(r分别为0.65、0.84、0.74、0.81和0.84)。因此可以认为，分泌胞外多糖和低分子量有机酸可能是微生物促进粗面岩和正长斑岩风化的主要机制。
(5)无论是粗面岩还是正长斑岩，其主要元素的溶出速率均高于或显著高于其中的单一矿物—黑云母和钾长石。即，岩浆岩中的元素较矿物更容易释放，可能是因为其中的一部分存在于岩石的玻璃质中、在溶出过程中无需克服晶格能。