生物硅是海洋硅循环的关键组成部分，其主要源于硅藻、放射虫、硅鞭藻和海绵骨针等生物的硅质外壳等。其中，硅藻生物硅骨架中赋存有铝，其来源于硅藻的生物捕获和细胞内运移；结构铝可以有效抑制硅藻生物硅的溶解，增强其“压舱”功能和固碳效应^{1, 2}。然而，尚不明确其它生物硅结构中是否也有铝赋存，也不清楚其结构铝是否存在相似的作用和效应，这制约了对海洋中铝的生物地球化学循环的明确，也阻碍了对海洋生物硅的组成和结构等认识的深入。
    本研究由矿物学角度入手，以海洋中天然生物硅样品为研究对象，借助聚焦离子束-透射电镜-能量色散谱、飞行时间二次质谱和X-射线近边吸收光谱等微区高分辨电镜和高精度谱学手段，对沉积物中放射虫、硅鞭藻和海绵骨针的生物硅中铝赋存开展了研究。主要结果如下：（1）放射虫、硅鞭藻和海绵骨针所形成的生物硅均赋存有铝；（2）铝赋存在生物硅的外表面和结构中，外表面铝的含量远高于结构铝；（3）外表面铝主要以六配位形式赋存，而结构铝主要为四配位；（4）经一定条件酸处理后，外表面铝可以有效去除，部分结构铝仍可稳定赋存；（5）铝去除后，生物硅的溶解度迅速升高。上述结果表明，生物硅在形成过程中基于生物作用可形成结构铝，这些铝通常以四配位取代硅的形式赋存在生物硅结构中；生物硅沉积过程中其外表面也可吸附环境中的铝。铝对生物硅有显著的溶解抑制作用，可促进其稳定沉积。综上可见，铝在海洋中可为含硅生物捕获并用于构建其硅质骨架等，这些结构铝起到稳定骨架的作用。因此，含硅生物驱动着海洋铝-硅-碳的生物地球化学共循环。
 

生物硅、结构铝、生物地球化学循环，海洋