1. 提供一些關於美國總統山的資料
一、 簡介
拉什莫爾山國家紀念公園（Mount Rushmore National Memorial），是一座坐落於南達科他州基斯通附近的美利堅合眾國總統紀念公園（United States Presidential Memorial）。公園內有四座高達60英尺（約合18米）的美國前總統頭像，他們分別是喬治·華盛頓、托馬斯·傑弗遜、西奧多·羅斯福和亞伯拉罕·林肯，這四位總統被認為代表了美國建國150年來的歷史。整個公園佔地面積1278英畝（5.17平方公里），最高處海拔為5725 英尺 （1745 米）。 公園由美國內政部下屬的一個分局——國家公園管理局（National Park Service）進行管理，每年能吸引大約兩百萬遊客前來觀光旅遊。
1885年，美國紐約的著名律師查爾斯·E·拉什莫爾（Charles E. Rushmore）將其在南達科他州布拉克山（Black Hills）所擁有的礦山附近的一座花崗岩山以其姓氏命名為「拉什莫爾山」，這就是拉什莫爾山名字的來由。數十年後拉什莫爾山國家紀念公園的建造計劃正式啟動後，拉什莫爾還曾捐助了5000美元。在拉什莫爾山上建造雕塑的初衷是為了吸引更多的人們前來布拉克山地區旅遊，然而這個建造計劃卻引發了美國國會和時任總統卡爾文·柯立芝（Calvin Coolidge）之間曠日持久的爭論。最終，建造計劃獲得了國會的批准。整個工程的建設於1927年開始，並於1941年宣告完成。
時至今日，拉什莫爾山不僅成為了一個世界級的旅遊勝地，還成為了美國文化中美國總統的象徵。同時，在當代流行文化的影響之下，拉什莫爾山也衍生出了許多其他含義。
二、歷史
早在1923年，就有一位名叫多恩·羅賓遜（Doane Robinson）的歷史學家提出在拉什莫爾山雕刻總統群像，以為南達科他州吸引更多遊客。為此他在1924年說服了雕刻家格曾·博格勒姆（Gutzon Borglum）前往布拉克山地區勘察，以判定這一地區是否適宜進行這一巨大的雕刻工程。起初設想的雕刻地點是布拉克山地區的尼德爾斯（Needles），那裡有許多花崗岩柱可供雕刻。然而後來博格勒姆發現尼德爾斯地區的花崗岩長年受侵蝕作用損耗，難以在上面雕刻如此巨大的作品。而拉什莫爾山卻符合雕刻的條件。博格勒姆在他看到拉什莫爾山時曾說：「美利堅將在這條天際線上延伸。」（"America will march along that skyline."）1925年3月，美國國會正式批准建設拉什莫爾山國家紀念公園。此間柯立芝總統強調，除了不可缺少的華盛頓之外，雕刻的其他三位總統必須為兩位共和黨人、一位民主黨人。
從1927年10月4日到1941年10月31日，格曾·博格勒姆和約四百名工人花了整整14年時間，雕刻出了高達60英尺（約合18米）的四位美國總統巨像。這四位總統是喬治·華盛頓、托馬斯·傑弗遜、西奧多·羅斯福和亞伯拉罕·林肯——他們代表了美國前150年的歷史。博格勒姆之所以選擇這四位總統，是因為他們在美國歷史上享有的重要地位。
自1933年起，拉什莫爾山歸入國家公園管理局的管轄范圍。此後，工程師朱利安·斯波茨（Julian Spotts）對工程施工中的一些設施進行了改進。譬如他對施工用的吊車採取的加固措施，就使工人能夠更輕松地從地面到達拉什莫爾山頂部。1934年7月4日，華盛頓的面部雕刻率先完成。兩年後，托馬斯·傑弗遜的雕像也雕刻完成了。第三個完工的是亞伯拉罕·林肯的雕像，這部分工程在1937年9月17日宣告竣工。同年，有人在國會提出議案，要求在整個雕刻中添加民權領袖蘇珊·安東尼。但由於當時美國政府的年度預算案中有一個附加條款，規定投入這一工程的聯邦基金只能用於已開始施工的四座雕刻上，這一計劃被迫流產。1939年，雕刻的最後一部分——西奧多·羅斯福的頭像宣告完工。
1939年，格曾·博格勒姆指導設立了雕刻家工作室（Sculptor's Studio），用於陳列相關的縮微石膏模型以及製作工具。1941年3月，博格勒姆因血栓去世。他的兒子林肯·博格勒姆（Lincoln Borglum）接替了他的工作，繼續領導整個工程的進展。但在他去世七個月後，工程由於受到資金問題的困擾被迫停止下來。按照原先的計劃，四位總統的雕像應均為半身像，即雕刻要包括腰部以上所有部分。由於半途停工，華盛頓的雕像只是一座胸像，而其他三位總統的雕像更只完成了頭像部分。整個工程共耗資989992.32美元。值得稱道的是，這樣一個浩大的工程在其施工過程中沒有任何工人死亡。
1966年10月15日，拉什莫爾山被正式列入國家史跡名錄（National Register of Historic Places）。1975年，管理當局在老博格勒姆當年的工作室樹立了一根特製的銅柱。銅柱上端是一塊銅制的牌匾，上面鐫刻著一篇四十年前由來自內布拉斯加州的威廉·安德魯·伯基特（William Andrew Burkett）所寫就的獲獎文章。1934年格曾·博格勒姆曾與美國報業大亨威廉·倫道夫·赫斯特（William Randolph Hearst）合作，在後者擁有的報紙上舉辦了一次有獎徵文比賽，以擴大這一工程的影響。最終，當時參加大學組徵文的伯基特成為了幸運兒，雖然他的文章直到1975年才被真正在拉什莫爾山留下印記，但這篇獲獎作文足以使他在當時獲得了四年的大學獎學金。由於整個雕刻並沒有按原定計劃完成，長時間以來，拉什莫爾山國家紀念公園從來沒有宣布正式落成。直到1991年7月3日，時任美國總統的老布希才為拉什莫爾山舉行了官方的落成典禮。而這一天剛好是拉什莫爾山雕刻工程結束50周年。
1998年，歷時十年的拉什莫爾山整修工程告一段落。工程中最後完工的部分包括遊客中心、博物館、總統之路以及人行便道等便利遊客游覽的設施。整個公園（特別是主要的雕刻部分）的日常維護工作相當復雜和繁瑣，其中以清除雕像上的苔蘚並對雕像進行清洗最為艱巨，而這項工作需要經常進行。2005年7月8日，德國的清洗機器製造商凱馳（Kärcher）為總統雕像的面部進行了一次免費清潔。清潔過程中使用的高壓水溫度高達200華氏度（約合90攝氏度）。
三、爭議
居住於附近的印第安人部落認為布拉克山是他們的聖山。在1876至1877年的布拉克山戰爭（Black Hills War）後，美國政府從拉科塔部落手中奪取了這塊地區，而後者則是1776年在與夏延部落的戰爭中獲得這片土地的。此後被趕出這片地區的拉科塔人與美國政府間的矛盾一直沒有消失。而拉什莫爾山的總統雕像也成為拉科塔人批評的靶子。即便是在2004年有關當局任命了拉什莫爾山國家公園歷史上第一位印第安裔負責人傑勒德·貝克（Gerard Baker）之後，這樣的批評仍然沒有停止。作為對於總統山工程的回應，拉科塔人在布拉克山區的另外一個地方建造了紀念歷史上著名的拉科塔酋長狂馬的狂馬紀念雕像（Crazy Horse Memorial）。雖然狂馬紀念雕像工程只得到了來自於美國政府的一小筆撥款，不過由於得到了狂馬生前所屬的拉科塔部落的酋長的大力支持，這座比總統山整體還略大些的雕像最終還是順利完工了。
四、生態環境
拉什莫爾山動植物的分布和構成情況與其所在的南達科他州布拉克山地區類似，紀念公園已經成為了許多布拉克山地區具有代表性的動植物棲息的樂土。諸如紅頭美洲鷲、禿鷲、鷹和草地鷚等大型鳥類經常在拉什莫爾山上空盤旋，它們還時常將自己的巢穴築在山體的岩壁上。而一些體形相對較小的鳥類，比如鳴禽類、五子雀、啄木鳥等，則大都生活在山腳四周的松樹林里。此外，公園里還繁衍生息著老鼠、花鼠、松鼠、臭鼬、豪豬、浣熊、海狸、郊狼、大角山羊和野貓等哺乳動物，它們中有不少是美國原產的動物。 同時公園裡面還生活著若干種青蛙和蛇。公園中還有兩條小溪，分別叫「灰熊溪」和「椋鳥窪地溪」，它們為長鼻鰷魚和溪鱒魚提供了棲身之地。並非所有生活在當地的動物都是土生土長的。當地的山羊就是由從卡斯特州立公園（Custer State Park）中逃出來的羊群繁衍而來，而後者則是由加拿大作為一件禮物贈送給卡斯特公園的。
在海拔較低處，主要由北美黃松（Ponderosa Pine）構成的的針樹林覆蓋了公園的絕大部分地區，製造了大片的綠蔭，當然還有其它諸如刺果櫟（Bur Oak）、雲杉和白楊等樹木夾雜其間。拉什莫爾山附近一共生長著9種灌木，同時還有種類繁多的野花，特別是金魚草（Snapdragon）、向日葵和紫羅蘭等。而在海拔較高的地方，植被則相對稀疏。值得一提的是，在拉什莫爾山所在的布拉克山區，僅有接近5%左右的植物是土生土長的。
盡管拉什莫爾山所在的地區年平均降水量達到了18英寸（460毫米），但是卻仍然無法滿足動植物的巨大需水要求。植物們都竭力吸收著地表水以防止其流失；水溝、岩石滲水和泉涌等為動物們提供了引水之處，一定程度上減少了地表水流失帶來的影響。此外，諸如砂岩和石灰岩的岩石構成也有利於地下水的形成。
通過對樹木年輪抽樣調查時發現的因火燒而留下的傷疤分析得知，拉什莫爾山附近的黃松林大約每27年發生一次森林火災，這有助於清除長期堆積在地表上的殘枝敗葉，維持生態的自然循環。不過大規模的山林火災卻非常罕見，但可以確信的是，在這一地區的歷史上一定發生過這樣規模的大火。
五、地質概況
拉什莫爾山主要由花崗岩構成。紀念雕塑位於布拉克山區的哈尼峰（Harney Peak）岩基的西北面岩壁上，所以在拉什莫爾山的雕刻上布拉克山區的地質構造一目瞭然。大約在16億年以前的前寒武紀時期，岩基的岩漿侵入了正在形成中的雲母和頁岩層。然而，岩漿和雲母、頁岩層的不均勻冷卻形成了紋理細密且帶有粗糙顆粒的礦石岩層，包括石英、長石、白雲母和黑雲母等。而岩層之間的縫隙則填滿了結晶花崗岩。總統雕像前額上的淺色紋路就是這些結晶花崗岩帶的傑作。
前寒武紀末期，布拉克山區的花崗岩因為裸露而不斷受到侵蝕。然而到了寒武紀時期，它卻被大量的砂岩和其它沉積物所掩埋。該地區在整個古生代都沉睡於地下，但到了大約7000萬年前因為受到地質抬升的作用而再次裸露並受到侵蝕。布拉萊克山地區在抬升過程中形成了一個海拔達20000英尺（約合6公里）的穹頂形地貌，但是隨後經年累月的自然侵蝕使其只剩下了4000英尺（1.2公里）的海拔高度。自然侵蝕去除了覆蓋在花崗岩層上的沉積物和其它質地相對較軟的岩層，使之有利於雕塑的建造。至今在華盛頓總統頭像雕塑的下面，仍然可以看到花崗岩層和顏色更深的片岩之間的分界線。
博格勒姆之所以選擇拉什莫爾山作為雕塑的建造地主要是基於以下幾點考慮：首先，拉什莫爾山主要由平整的、紋理細密的花崗岩構成。花崗岩非常堅固，且其化學性質也非常穩定，每一萬年的自然侵蝕僅有1英寸（2.5厘米），這就使其足夠堅固以支撐整個雕塑；另外，5725英尺（1745米）的海拔也使其成為這一地區的最高峰；同時這座山的花崗岩裸露部分恰好朝向東南方向，這可以使雕像在一天的大部分時間內都沐浴在陽光下，從而呈現出更好的觀賞效果。
六、觀光旅遊
旅遊業是南達科他州的第二大產業。拉什莫爾山一直以來就是該州吸引遊客數目最多的景點，僅2004年就有超過200萬的遊客慕名前來觀光。
林肯·博格勒姆博物館（Lincoln Borglum Museum）坐落於紀念公園內。它擁有兩個125個座位的電影院，這兩個電影院不停地播放著一部長度為13分鍾的關於拉什莫爾山的短片。博格勒姆博物館的上方，就是觀賞雕塑的最佳地點是——大觀景台（Grandview Terrace）。總統之路（The Presidential Trail），是指一條從大觀景台開始並穿過黃松林最終到達雕刻家工作室（Sculptor's Studio）的小徑，它為人們更近距離地接觸紀念館提供了很好的機會。雕刻家工作室由林肯·博格勒姆的父親格曾·博格勒姆（Gutzon Borglum）建造，內有對於整個雕塑建造過程以及所使用的工具的簡介。臨近黃昏時，電影院還講播放一部長度為30分鍾的介紹紀念公園的節目。隨後，整座拉什莫爾山將會被燈光所照亮，燈光照明每天持續2個小時。
七、流行文化中的拉什莫爾山
由於拉什莫爾山以其壯觀的總統頭像雕刻聞名於世，流行媒介常常會在惡搞時將四位總統換成其他人物或角色。在電影《超人2》（Superman II）中，頭號反面角色佐德將軍（General Zod）和其同夥就利用他們的超能力將四位總統的頭像換成了他們三人的臉。同樣，在蒂姆·波頓的著名惡搞科幻電影《火星人玩轉地球》里，火星人也利用他們的飛碟發射的激光把拉什莫爾山上的總統像雕刻成了火星人的頭像。搖滾樂隊深紫（Deep Purple）也曾從拉什莫爾山身上得到啟發——在他們的專輯Deep Purple in Rock的封面上，他們將拉什莫爾山上的總統雕像換成了樂隊五位成員的頭像。無獨有偶，同樣在專輯封面上利用拉什莫爾山作文章的還有一支由虛擬人物組成的樂隊金花鼠（The Chipmunks）。在他們的專輯Chipmunk Rock的封面上，拉什莫爾山上的四位總統的雕像變成了冥河樂隊成員詹姆斯·揚（James Young）、動畫角色土撥鼠阿爾文（Alvin Chipmunk）以及另外兩位歌手喬伊·拉莫內（Joey Ramone）和弗蘭克·扎帕（Frank Zappa）的頭像。在紅矮星系列的小說《Better Than Life》當中，當主角戴夫·利斯特（Dave Lister）發現了大部分都被垃圾掩埋起來的拉什莫爾山時，他才意識到自己已經回到了地球。此外，故事中的拉什莫爾山還新增了虛構的美國總統伊萊恩·塞林格（Elaine Salinger）的頭像。
由於拉什莫爾山是一個極具歷史意義的地理標志，在許多動作片和小說的故事中，它常常會被作為某一方勢力基地的所在。在惡搞人偶片《美國之隊：世界警察》（Team America: World Police）中，拉什莫爾山就被美國之隊辟為他們的基地。不過，最後它卻被邁克爾·摩爾（Michael Moore）的自殺炸彈炸毀了。在Wildstorm漫畫中，來自外星的超級英雄Mr. Majestic也把它的秘密基地設在拉什莫爾山內。而在系列漫畫DC Universe里，All Purpose Enforcement Squad也在拉什莫爾山設立了一個秘密基地。
在電視劇集《巴克·羅傑斯在25世紀》（Buck Rogers in the 25th Century）的某一集中，被控引發毀滅地球的戰爭的主人公巴克·羅傑斯發現他正身處一個位於拉什莫爾山下的房間。
在《星艦奇航記》系列小說中，拉什莫爾山上新增了一位虛構總統的雕像。
在那些包含有以拉什莫爾山為背景的場景的影片中，最著名的是阿爾弗雷德·希區柯克的《西北偏北》（另名《北西北》，North by Northwest）。這部經典懸疑片的最後一個場景（即著名的飛機追殺）的背景就是拉什莫爾山。不過這個場景並沒有在拉什莫爾山實地拍攝。由於在事先遞交的拍攝備案中，提到影片中有一個鏡頭包含有飛機試圖射擊爬上總統雕像面部的主人公的內容，公園管理方面沒有允許劇組進入拍攝。最後這組鏡頭是在攝影棚里通過搭建模型完成的。
在電視電影《10.5： Apocalypse》，拉什莫爾山被地震所摧毀。
在電影《富貴小當家》（Richie Rich）中，富氏家族將3位家庭成員的頭像雕刻在一座巨大的石頭山上，並將此山命名為「富氏山」（Mount Richmore）。
在電影《國家的寶藏2》中，拉什莫爾山上的總統雕像被認為是用來保護傳說中的「黃金城」寶藏，由尼古拉斯·凱奇扮演的本傑明·富蘭克林·蓋茨最終找到了這座位於拉什莫爾山上的地下寶藏。
2. 有機酸、二氧化碳對礦物溶解作用模擬
一、二元羧酸對硅酸鹽單礦物的溶解作用
低分子量有機酸易溶於水，在水中可電離為羧酸陰離子。
實驗是在高壓聚乙烯塑料瓶中進行的。實驗樣品選用純凈石英和正長石顆粒，分別加入0.1mol/L草酸和0.1mol/L草酸鈉溶液，模擬酸性和中性條件，在恆溫水浴鍋內，於80℃（±1℃）加熱240小時。
實驗結束後，取出固體顆粒。固體顆粒溶蝕前後稱重，計算溶蝕量。溶蝕後顆粒作電子掃描顯微鏡觀察，並與未溶蝕顆粒對照。溶液用等離子發射光譜分析硅、鋁及主要陽離子含量（表9-1）。
表9-1二元羧酸對單礦物溶解作用實驗結果
註：元素分析由武漢工業大學測試中心完成。
實驗表明，石英和正長石在純水中是穩定的，較難發生溶蝕。但在草酸及其中性鈉鹽中，都能發生不同程度溶解。其中，2號石英樣品在中性草酸鈉溶液中比1號石英樣品在酸性條件下的溶解度大，溶液中SiO2濃度從純水→草酸溶液→中性鈉鹽溶液增高。
在酸性條件下，3號正長石發生了更為強烈的溶蝕，在長石向高嶺石轉化過程中，釋放出遊離硅酸，可以與羧酸陰離子形成水溶性配位化合物，又促進了長石的溶解。
輪南地區三疊系暗黑色泥岩熱成熟過程中產生了豐富的有機酸。長石類礦物受到了來自暗黑色泥岩有機酸的更為強烈的溶蝕。
礦物表面發生的溶解除產生次生孔隙、增大總孔隙度外，對孔隙喉道的影響尤為重要。溶蝕作用可能使通道孔徑加大，但是由於粘土的生成也可能阻塞通道。
二、有機酸對多礦物體系的溶解作用
用不同有機酸，包括氨基酸，對不同礦物組合進行了溶解實驗，結果如下。
選用的氨基酸為常見D,L-α-丙氨酸。礦物組合比例為：石英：微斜長石：方解石＝7∶2∶1（質量比），這一比例與塔里木盆地儲層砂岩的礦物組成相接近。各種酸濃度均為0.05mol/L，用NaOH調節pH值至7。實驗分為70℃和120℃兩組，加熱時間為240h，溶解後水溶液常量元素含量分析結果見表9-2。
表9-2有機酸對多礦物溶解作用實驗結果
①礦物：C—方解石；F—長石；Q—石英（下同）。②元素分析由湖北省水文地質工程地質實驗室完成（下同）。
有機酸對混合礦物的溶解結果可以說明以下幾點。
（1）實驗過程中所有樣品礦物顆粒都發生了不同程度溶解，表現為顆粒失重，溶液中SiO2和金屬離子含量增加。
（2）比較方解石、長石與石英的失重量以及元素分析數據，可知多元組合礦物在有機酸作用下，最先發生溶解的是方解石，其次是硅酸鹽礦物。
（3）假定以溶液中SiO2含量代表硅酸鹽類的溶解程度，以Ca2+含量代表方解石的溶解程度，則在不同的溫度下兩類不同礦物的溶解度變化不同。硅酸鹽在水中溶解度隨溫度升高而增加，碳酸鹽岩的溶解度隨溫度升高略下降。
（4）不同有機酸對兩類礦物溶解程度也有所差異。對石英和長石的溶解速度序列為：氨基酸＞檸檬酸＞草酸＞乙酸＞苯酚。對方解石，不同有機酸的溶解速率序列為：檸檬酸＞氨基酸＞苯酚＞乙酸＞草酸。這一序列與硅酸鹽的溶解序列有所不同，原因是草酸不能與鈣形成配位化合物，而是形成難溶的沉澱物，阻礙了方解石的繼續溶解。不僅如此，來自長石溶解的Ca2+還可能沉澱在方解石顆粒表面，結果導致了實驗中2號樣品方解石顆粒相對質量的增加（表9-2）。
三、礦化度和CO2分壓對礦物溶解的影響
用不同濃度NaCl溶液模擬不同礦化度，對石英和正長石進行了溶解實驗，進行了不同CO2分壓下不同有機酸對礦物的溶解實驗。
實驗一用不同濃度NaCl溶液模擬不同礦化度鹵水與石英和正長石的作用，溫度為120℃，時間240h。實驗後，對溶液中SiO2等元素的含量進行分析，結果列於表9-3中。
表中，對於石英樣品，溶液中SiO2質量濃度隨NaCl質量濃度上升而降低。加入了0.05mol/L乙酸，通常被認為能與SiO2形成配位化合物而促進礦物溶解，但由於NaCl的存在，NaCl-乙酸溶液中SiO2的質量濃度甚至低於純水中的質量濃度。
長石在水中的溶解情況與石英不同。大體上，各元素含量（除Fe外）還是隨NaCl的增加而下降，說明長石在溶解過程中，高質量濃度NaCl阻礙長石中金屬離子向水中遷移是主要控制因素。在高質量濃度NaCl溶液中，Al3+受到Si—O—Al四面體晶格約束，因此Al3+質量濃度隨NaCl質量濃度增加逐漸下降（表9-3）。
總而言之，如果不考慮有機質影響，由實驗可知，高礦化度的鹵水對硅酸鹽礦物的溶解是不利的。
實驗二在100mL聚乙烯塑料瓶中，分別加入不同有機酸和礦物顆粒，並在兩個塑料瓶中加入水和礦物顆粒作對照。實驗結果見表9-4。
表9-3模擬鹵水NaCl濃度對礦物溶解影響
表9-4CO2分壓下礦物溶解實驗
由實驗可知，在低的CO2分壓下（實驗中瓶口與大氣相通），方解石強烈溶解，使溶液中Ca2+濃度明顯上升（33號樣品，由於草酸鈣難溶沉澱的生成，阻礙了方解石的進一步溶解，Ca2+降低），實驗結束後，方解石顆粒幾乎溶蝕殆盡。表中，SiO2以及Al3+等金屬離子濃度有所增加，表明低的CO2分壓也使硅酸鹽出現部分溶蝕。這個現象與Surdam等（1984）總結的分解反應途徑是一致的。在低的CO2分壓下，碳酸鹽岩發生溶解。當羧酸濃度大於碳酸根濃度時，無殘留碳酸鹽礦物，鋁硅酸鹽礦物出現溶蝕結構。
四、關於稠油砂岩鬆散化的模擬實驗
根據塔里木盆地兩種稠油儲層的地質產狀和岩石學及地球化學特徵，我們設計並進行了兩種模擬實驗，以探討在風化油藏條件下發生的兩類原油生物降解作用及其對儲層次生孔隙形成過程的影響。
（一）原油生物降解作用與砂岩溶蝕孔隙的形成
1.實驗材料和方法
1）實驗材料
油樣塔里木盆地輪南地區LN203井三疊系第Ⅰ油組（4746～4760m）褐色中質原油。
砂岩塔里木盆地輪南地區LN2井三疊系灰色粉細砂岩。
合成水樣在1000mL蒸餾水中，加入NaNO31.0g,KH2PO40.4g,NA2SO40.2g。所用試劑均為分析純，調節水樣pH值至8.0左右。
含菌水樣取塔里木油污土壤（人工制備）5.0g，用100mL合成水樣攪拌破碎混勻，靜止沉澱。取出上清液經合成水樣稀釋10倍後作為含菌水樣。用細菌測試瓶法測得該樣中腐生菌數為106個/L。
2）實驗方法
在250mL塑料瓶中加入油樣12.0g，合成水樣145mL，含菌水樣5mL，砂岩樣品1塊（懸吊置於油水交界處），塞上棉塞，在HYA-Ⅱ型恆溫搖床中進行恆溫（30℃）充氧（轉速為160r/min）培養，使原油發生生物降解。經14天培養後進行下列分析：①微生物作用前後油樣的族組成分析及飽和烴氣相色譜（GC）分析；②微生物作用後水樣的pH值及鋁、硅濃度測定；③微生物作用前後砂岩樣品的掃描電鏡（SEM）觀察。
2.實驗結果與討論
（1）試驗前後原油的族組成發生了明顯變化：飽和烴含量明顯降低，瀝青質和非烴含量增加，芳烴含量相對增加。這與自然界原油遭受生物降解作用所發生的族組分變化相一致。微生物作用後，異構烷烴顯著降低，正構烷烴大大增加，Pr/nC18則由0.55增加到1.68，增值達二倍多。由此可見，易遭受生物降解的正烷烴含量明顯降低，而抗生物降解的異構烷烴和環烷烴含量則相對增加。
（2）原油的生物降解作用引起水溶液pH值明顯下降，這是原油生物降解過程中產生有機酸等酸性物質所致。原油生物降解過程就是原油烴類的生物氧化過程。在充氧條件下微生物能徹底氧化原油烴類，最終生成二氧化碳和水。
（3）掃描電鏡分析表明：原油降解後，砂岩溶蝕孔隙發育成渾圓狀，這與原樣（經合成水樣浸泡14天）形成明顯差別；通過原油生物降解作用產生的有機酸對砂岩中碳酸鹽膠結物的溶蝕導致孔隙加大和遭清洗現象；此外，長石顆粒也有較輕微溶蝕現象，這與水溶液中鋁、硅濃度增加相對應。
3.結論
在風化油藏環境中，靠近風化殼上部或斷裂帶，原油喜氧降解的作用最為強烈，持續的地質時間長，水動力條件較好，微生物代謝成因的有機酸充分溶解砂岩膠結物的礦物顆粒，進入水溶液的Ca、Mg、Al等金屬離子和SiO2不斷地被新注入的淡水稀釋並向低能位運移。碳酸鹽膠結物的大部分或全部溶解，最終導致儲層砂岩的鬆散化。因此，稠油砂岩鬆散化是風化油藏中與微生物活動緊密相關的有機-無機相互作用的結果。
（二）細菌硫酸鹽還原作用（BSR）與重晶石溶蝕孔隙的形成
塔里木盆地阿克蘇地區肖爾布拉克下寒武統底部含磷岩系中存在含瀝青（重油）的重晶石結核層，結核為橢球形，直徑70～250mm不等，多為中心放射狀集合體，瀝青充填於解理、微裂隙和溶蝕孔隙中。針對溶蝕孔隙與高硫瀝青、元素硫和黃鐵礦之間有無成因關系的問題，設計了硫酸鹽還原菌對重晶石的生物還原作用的模擬實驗。
1.實驗方法
1）實驗材料
原油取自塔里木盆地LN2井中的TⅠ層（4740～4759m）；重晶石切片用上述含瀝青重晶石製得，置於油水界面處；實驗所用水樣在室內制備；硫酸鹽還原菌（SRB）菌種從江漢油田回注水中分離得到。
2）實驗步驟
實驗設實驗組和對照組。對照組除水樣中不含SRB以外，其餘與實驗組相同。整個實驗在封閉的廣口試劑瓶中進行，試劑瓶置於恆溫生化培養箱中。
2.實驗結果及討論
SRB在模擬油藏條件下與重晶石作用45天後，分別測定了作用前、後實驗組和對照組水樣中Ba2+的含量，測定結果見表9-5。
表9-5Ba2+測定結果
註：由湖北省地質實驗所檢測。
實驗結果表明，經硫酸鹽還原菌（SRB）作用45天以後，含有重晶石光片的油水溶液中Ba2+濃度比對照組高5倍，說明在厭氧條件下，硫酸鹽還原菌能利用水中的