珍珠和贝壳是常见的生物矿物,也是广受人们喜爱的装饰品,其微量元素的组成和分布不仅与母贝的代谢活动密切相关,也在一定程度上反映母贝的生长环境。然而,有关珍珠和贝壳中元素分布的研究存在大量空白,这阻碍了我们对其矿化机理和生长过程的理解。本文采用同步辐射X射线荧光成像技术,对若干颗淡水珍珠和海水珍珠的元素时空分布进行了系统地研究。研究首次揭示淡水珍珠存在环带结构,如Mn、Fe和Ba韵律环带,这些环带与珍珠的生长轨迹耦合。测试的所有淡水珍珠(无核珍珠、Akoya珍珠和“爱迪生”珍珠)都有Mn环带,不同珍珠的Mn环带在数量、宽度、位置及Mn浓度变化等方面有所差异。部分珍珠表现Mn环带与Fe环带协同变化的现象。分析认为:淡水珍珠的韵律环带是一种耗散结构,其形成主要受控于母贝的新陈代谢速率的变化,而非环境因素的周期性变化。研究并未在海水有核珍珠中观察到类似的Mn环带,因而Mn环带有望成为区分淡水珍珠与海水珍珠的关键特点之一。