中国多金属结核合同区近表层沉积物生物扰动作用的过剩210Pb证据

为了对东北热带太平洋中国多金属结核合同区沉积物的生物扰动作用进行研究, 采用Ortec HPGe GWL series高纯锗低本底γ能谱仪井型探测器, 对“大洋一号”1998年环境航次采集的多管岩芯沉积物样品进行过剩²¹⁰Pb测试. 利用稳定态生物扩散模型对过剩²¹⁰Pb剖面进行分析表明, 合同区东区沉积物生物扰动的混合深度为16 cm, 扩散系数为2.75 cm²/a; 西区的混合深度为6 cm, 扩散系数为0.26 cm²/a. 沉积物中大型底栖动物和有机碳(TOC)的分析结果进一步揭示, 合同区沉积物的生物扰动作用受到多毛类等底栖动物类群和丰度的直接控制, 生物扰动作用的增强与有机质含量的增高密切相关.     

珠江口桂山岛沉积物甲烷厌氧氧化作用研究

系统分析了珠江口桂山岛沉积物间隙水甲烷和硫酸盐、pH和溶解无机碳(DIC)以及δ13C-CH4和δ13C-DIC的垂直剖面分布.结果显示:间隙水硫酸盐浓度呈线性梯度减小,至沉积物SMI(sulfate-methane interface)附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大,与此同时,间隙水pH和DIC在该深度位置明显升高.间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了甲烷厌氧氧化(AOM)作用.在AOM过程中,由于12CH4氧化速率较13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ13C-DIC值变为极负.由扩散公式计算结果可知,AOM消耗沉积物间隙水硫酸盐占总硫酸盐的比例为58.6%,该过程产生的DIC占间隙水总DIC的比例为41.4%.沉积物有机质的活性及含量大小对AOM作用的发生及其强度有重要的影响,该研究区沉积物活性有机质(主要为海洋来源)在沉积物表层通过矿化分解作用消耗,从而导致进入沉积物硫酸盐还原带底部的活性有机质数量减少,在该条件下,部分硫酸盐将转为与甲烷反应消耗,从而引发AOM.     

太平洋铁锰结壳中Sr含量变化:一个可能反映古气候变化的指标

铁锰结壳样品中Sr含量随时间的演化曲线与深部海水δ 18 O曲线具有相似变化趋势.尤其是1Ma以来,两者皆以约100ka的周期变化,与地球轨道偏心率的变化周期相符合.表明至少晚第四纪以来,铁锰结壳中Sr含量随时间演化曲线可以示踪古气候变化.影响铁锰结壳中Sr含量变化的几种因素:由间冰期向冰期转化,海平面下降引起近海区域的碳酸盐溶解、海水量减少导致海洋中Sr的含量升高、海洋表层生物生产率增加使表层海水中Sr随生物尸体向深部海水迁移、海洋中碳酸盐补偿深度变深导致深海碳酸盐沉积增加,这些因素综合作用的结果,使得冰期沉积的铁锰结壳Sr含量相对较高,间冰期沉积的铁锰结壳Sr含量相对较低.     

太平洋中部锰结核及洋底软泥中发现低成熟烃类

对太平洋中部洋底锰结核及洋底软泥中氯仿抽提物的色谱-质谱分析发现, 其烃类生物标志化合物大多具低成熟特征(个别达到成熟烃特点): "A"/C高达11.4～19.75; 碳数奇偶优势指数(CPI)值为1.22～1.23; 藿烷C31-22S/(22S+22R)值为0.59～0.60, Tm/Ts值为0.99～1.19; βα莫烷/(αβ+βα)藿烷值为0.12～0.14; C29甾烷20S/(20S+20R)值为0.35～0.41; ββ/(ββ+αα)值为0.38～0.45; 芳烃TA(Ⅰ)/TA(Ⅰ+Ⅱ)值为0.16～0.21; 甲基菲指数MPⅡ为0.35～0.67. 根据样品采集区的地质环境条件, 结合其有机地球化学特征, 可能是洋底热液活动促使洋底沉积物中有机质发生了热降解, 导致了洋底成烃作用, 并运移或渗透到锰结核及浅部软泥中. 这一现象的揭示对于认识大洋底部环境中油气生成机理和拓展海洋油气勘探思路具有一定的启示意义.     

海底热液口原位多点温度测量系统的机电集成与实现

为了给海底热液口温度场的建模与分析提供直接的参考数据，设计了一种温度测量系统，该系统能用于海底热液口温度的测量．系统实现的是原位多点温度测量，而且能够在海底工作15d，所以采用了低功耗的设计原则对集成电路板进行了设计．为了解决系统在海底耐高压的问题，采取了压力容器的设计原理对系统进行了机械结构设计．中国船舶科学研究中心对系统进行了压力测试实验，结果证实此系统是安全的，能够在海底可靠稳定的工作．在中美首次联合深潜中，所设计的设备被“Alvin”潜艇带至海底工作．海试实验取得了成功，表明此系统能够在高压高温的环境下工作，并且成功地记录了海底热液口的温度活动，获得了约71万组温度数据，对于进一步的科学研究具有非常重要意义．     

我国大洋多金属结核资源勘查进展

我国大洋多金属结核资源勘查进展ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＲｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆＭａｒｉｎｅＭｕｌｔｉｍｅｔａｌＴｕｂｅｒｃｕｌｕｍｉｎＣｈｉｎａ￥／／眭良仁，周怀阳，沈华悌（国家海洋局第二海洋研究所，高级工程师杭州３１００１２）大...     

深海铁锰结核中锰矿物的微观特征

铁锰结核中锰矿物的微观特征一直是学术界研究的热点。锰矿物的微观特征包括锰矿物的晶体结构和元素在锰矿物中的赋存状态。成岩型铁锰结核中的锰矿物主要有钙锰矿、布塞尔矿和水钠锰矿等;水成型铁锰结核中的锰矿物主要是水羟锰矿。钙锰矿的晶体结构是隧道结构;布塞尔矿、水钠锰矿和水羟锰矿的晶体结构都是层状结构。铁锰结核中锰矿物一般含有过渡金属元素(Co、Ni、Cu、V、Mo、W和Pt)和稀土元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y和Sc)。过渡金属元素的富集现象是专属吸附和选择性吸附的结果,它们能与锰矿物形成稳定的内圈配合物。目前,一般认为稀土元素主要通过静电引力吸附在锰矿物上。     

大西洋洋中脊Logatchev热液场水柱中甲烷羽状流的探测

利用吹扫捕集法在“大洋一号”船上现场探测到Logatchev热液场水柱上方及附近存在明显的甲烷羽状流. 测定结果显示, 热液区海水甲烷背景含量为1.05~1.68 nmol/L, 明显高于大西洋深海平原正常海水甲烷背景值(0.4~0.5 nmol/L), 表明热液系统是海水溶解甲烷的重要来源之一; 在垂直剖面上, 甲烷含量最大异常值的变化范围为7.14~113.90 nmol/L, 其对应的水深为离海底180~500 m. 羽状流中甲烷浓度分布以及羽状流的结构特征可能受下方热液喷发供应、洋流混合和微生物氧化消耗等过程控制. 另外, MAR-CTD3站甲烷的分布规律明显不同于其他站位, 可能暗示周围存在新的热液喷口. 探测到甲烷羽状流之处同时还伴随温度和浊度的异常, 有力证明了甲烷羽状流的存在是找寻海底热液活动地点最有效的手段之一.     

缆系海底观测网电力系统结构与拓扑可靠性

缆系海底观测网可持续提供充裕电能和通信带宽给大量海底科学仪器.基于可靠性和经济性的原则,分析得观测网电力系统适合采用负高压单极直流输电、以海水作为电流回路、海底负载并联供电和级联式高频直流变换的总体方案,并以此为基础设计了观测网的物理架构.根据观测网的特点,总结了海底电力系统适合采用的几类典型拓扑,并以水下基站平均供电可靠度为可靠性指标,计算并比较了这些典型拓扑的可靠性,可为观测网的拓扑规划提供依据.进一步设计了海底电力系统的运行模式,以提高观测网的容错能力.研究结果可为国家未来建设大规模观测网提供参考.     

热泉微生物的矿化作用和机制: 来自华南富硅热泉光合自养微生物席中的证据

热泉微生物是地球极端生命体的重要表现形式, 它们不但对于研究地球生命起源和生命演化意义重大, 而且在地球成矿过程中发挥了重要作用. 以采自中国广东省境内两处热泉光合自养微生物席为研究对象, 运用地质学和现代生物学的微观研究方法, 对其中的微生物矿化作用和机制进行了研究. 结果表明, 热泉微生物席对Si, Al, Fe和Ca等多种元素具有重要的富集能力, 在SiO₂, CaCO₃和黏土等热泉矿物形成过程中所起的作用不容忽视. 胞外聚合物质(EPS)在热泉微生物矿化过程中扮演了重要的角色, 矿化过程主要限制在蓝细菌细胞壁外或鞘层外的EPS层中发生. 细菌壁外发育的鞘层同样对于蓝细菌的生物矿化意义重大. 由于鞘层的存在, 一些蓝细菌在表面矿化发生的同时, 还能进行正常的新陈代谢活动. 根据两处微生物席的多种矿化特征, 提出将热泉微生物席的矿化过程划分为早期表面矿化、中期降解矿化和晚期矿物脱落等3个阶段. 上述认识, 对于理解发生在现代和古代热泉环境中的矿化过程、沉积过程以及微化石保存过程均具有重要的意义.