东太平洋不同海域多金属结核差异的主控因素

本文以ＤＹ８５－４航次在东太平洋的调查为基础,概述了多金属结核在东西两海区的差异;分析了影响这种差异的因素;着重探讨了多金属结核的丰度,品位,覆盖率,Ｍｎ／Ｆｅ,与伴生沉积物,断裂带,火山,侵入岩的关系。发现造成两区结核差异的因素很多,但起主控作用的是断块,火山,岩浆,热液等活动所带来的物质及对海底物理化学环境的影响。     

东太平洋不同海域多金属结核差异的主控因素

本文以ＤＹ８５－４ 航次在东太平洋的调查为基础,概述了多金属结核在东西两海区的差异;分析了影响这种差异的因素;着重探讨了多金属结核的丰度、品位、覆盖率、Ｍｎ／Ｆｅ、与伴生沉积物、断裂带、火山、侵入岩的关系。发现造成两区结核差异的因素很多,但起主控作用的是断块、火山、岩浆、热液等活动所带来的物质及对海底物理化学环境的影响。     

东太平洋多金属结核的矿物组成及元素赋存特征

根据１９８８年东太平洋海盆多金属结构资源调查取得的结构样品和资料,利用Ｘ－射线衍射、红外光谱、ＸＰＳ光电能变和扫描电镜等分析方法,对结核核心和壳层（层纹构造区与斑杂构造区）的矿物组成及元素赋存特征进行了对比研究。结果表明：（１）核心主要由粘土矿物组成,只含少量结晶差的锰铁矿铁为主,层纹构造区的锰相矿物主要为δ－ＭｎＯ２,斑杂构造区的锰相矿物则为结晶稍好的钠水锰矿和δ－ＭｎＯ２。（２）结核金属元素主     

大洋多金属结核成因新说

１９９４－１９９５年对东太平洋锰结核包壳及其内部纹层构造作光学显微镜和透射电子显微镜的系统研究。结果表明,深海锰结核是一种锰质核形石,其包壳是叠层石。光滑状和瘤状锰质核形石分别是由微小叠层石和奇异叠层石构成,而叠层石则由纳米级微生物建造而成。新近发现的中华微放线菌和太平洋螺球孢菌分别是微小叠层石和奇异叠层石的建造者。     

东太平洋多金属结核及相关因素概述

以翔实的照片与图件资料为依据, 展示东太平洋中国开辟区内多金属结核类型及其在大洋底赋存状态; 结核内部叠层石纹层及其建造者——两种超微生物化石特征; 不同类型结核的矿物与化学成分特点。同时对结核分布规律与区内地化环境、水深、地形、沉积物类型等之间关系也作扼要说明。     

东太平洋中国多金属结核区锰结核样品中微生物群落结构的研究

通过非培养手段研究了东太平洋中国多金属结核区ES0303站点锰结核样品中的微生物群落结构.细菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：结核内细菌种群结构复杂,微生物种类丰富且各种群丰度不一（61个OTUs）,其中变形杆菌类群为优势种群,占所有细菌克隆子比例的64%,且主要分布于β/γ-、α-和δ-等3类变形杆菌（Proteobacteria）亚群之中,占比分别为34%、18%和12%.此外还存在包括酸杆菌（Acidobacteria）,放线菌纲（Actinobacteria）,绿弯菌门（Chloroflexi）,厚壁菌门（Firmicutes）,浮霉菌门（Planctomycetes）等在内的细菌类群的分布,克隆子比例依次为9%、7%、8%、2%和5%.古菌16S rRNA基因克隆文库的研究结果表明：古菌的群落结构单一（仅12个OTUs）,全部是由泉古菌海洋类群I（crenarchaeote marine group I,MGI）组成;其中MGI-η类群最为丰富,达到44%,而MGI-α、MGI-ζ和MGI-ε类群的克隆子比例分别为25%、18%和9%,另外还发现2个新的MGI分类类群.相关克隆子的数据库比对和系统发育树分析表明,并未发现已报道的直接参与铁锰氧化还原相关类群的存在,但它们大多数与来自多金属结核来源或深海来源的不可培养微生物具有较高的同源性.进一步的分析表明,锰结核内存在相当数量的氨氧化菌、硫酸盐还原菌、酸杆菌等能够改变pH值的细菌和古菌类群的存在,意味着它们可能在锰结核的形成过程中起到重要的作用.     

东太平洋中部始新世末期的微锰结核研究

深海钻探573B孔始新世末与渐新世初地层界线处有一层含金属黏土，其底部有一微锰结核富集层。研究了这些微锰结核的形态特征、化学成分及形成,总体看来始新世末期微锰结核中锰的含量比太平洋CC区的大锰结核、微锰结核含量明显高，但铁含量则明显低，属亚氧化成岩类型。始新世末期该区丰富的金属元素和微量元素的供给、沉积间断或缓慢 的沉积速率等条件利于该时期微锰结核的形成。     

东太平洋CC区板块构造和多金属结核资源效应探讨

利用东太平洋CC区多波束海底地形测量、结核覆盖率深拖系统探测、结核丰度地质采样和地球物理地震勘探资料,运用板块构造和沉积动力学理论,并与丰度趋势面和神经网络分析结果对比,对东太平洋CC区构造与多金属结核资源效应关系进行了探讨,并认为:(1)富集在研究区约200亿t结核的最主要控制因素是东太平洋海隆、莱恩山脉、克拉里昂-克利伯顿大断裂(Clarion-Clipperton Fracture Zone),东、西、南、北的四个构造单元为结核大量富集起到了框架性的关键作用;(2)本区经历了和遵循着海底扩张的基本过程,这个过程对结核物质来源、成矿作用、结核分布有重大影响,结核丰度、覆盖率与地形变化非常一致,重大相变距离为10～15km,基底自形成以来一直影响着地表结核;(3)地球深部地质作用过程对结核成矿作用也有一定影响,影响因素可能涉及基底岩浆房及其大小等.     

中太平洋海盆与东太平洋海盆多金属结核特征对比

结合分析多年我国在太平洋中部多金属结核调查的资料发现：中太平洋海盆（ＣＰ区）与东太平洋海盆（ＣＣ区）的多金属结核，无论是形状，矿物组成，品位，丰度以及成因等诸方面均有明显的区别，这些差异的主因是物质因素和环境因素所造成。     

东太平洋多金属结核中放射性核素的不破坏γ谱分析

用HPGeγ谱仪不破坏地直接测定了采自东太平洋的20个多金属结核样品,样品中可探测到的核素有238U,230Th,226Ra,210Pb,228Ra,228Th,235U,227Ac(或231Pa)和40K.对样品顶侧和底侧分别面对探测器的计数率和计数率比进行了分析,获得了其所蕴含的多金属结核生长、运动、放射性核素来源及其与环境关系的信息.提出了判断多金属结核顶、底侧的新方法.并根据顶、底侧230Th计数率比推测多金属结核不同的滚动时间.     

分形理论在太平洋多金属结核分布研究中的应用

分形理论与耗散结构、混沌理论一样,是最近一个时期非线性科学研究中所取得的重要成果[1],并在近年来得到了迅速的发展.其主体内容是研究系统的自相似性和不规则性,能为复杂问题的定量化提供新的途径[2].用分形理论研究地质现象是非线性科学的一个重要方向,前人已在地质数据的分形结构、地质时空结构的自相似性及其动力学机制、地质现象的分形重建与矿床分形统计预测方法等方面进行探索,取得了一些重要成果[3～6],但值得指出的是地质分形是统计意义上的无规分形,与数学意义上的严格自相似有区别.     

东太平洋多金属结核富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制

为探讨东太平洋CC区多金属结核中富钡镁锰矿细脉蛋白石层的成因机制,利用矿相显微镜、电子探针和ICP-OES,对蛋白石层及其周围铁锰氧化物进行了显微结构特征和化学成分特征的研究。结果表明:高反射率矿物结晶程度较好,主要由MnO组成,具有高Mn低Fe的特征,为成岩成因的钡镁锰矿。中反射率矿物结晶程度较差,主要由MnO和FeO组成,为水成成因的水羟锰矿。低反射率矿物为一种半透明矿物,主要由SiO₂组成,为生物成因的蛋白石。根据钡镁锰矿、水羟锰矿和蛋白石的成因机制,为蛋白石层及其内部钡镁锰矿细脉的形成过程建立了一个模型,共分为5个生长阶段:第1阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿;第2阶段,结核呈半埋藏状态接受SiO₂胶体的沉淀作用形成蛋白石层;第3阶段,结核呈半埋藏状态在氧化环境中形成水羟锰矿的同时,其成岩作用和蛋白石的脱水作用使蛋白石层中产生大量的裂缝;第4阶段,结核呈埋藏状态在弱氧化-还原环境中发生交代作用和重结晶作用形成钡镁锰矿;第5阶段,结核呈半埋藏状态形成水羟锰矿。     

东太平洋铁锰结核区微生物的丰度及其成矿作用研究

１９９４ 年 ４～１１ 月在东太平洋铁锰结核区, 使用 “向阳红 ０９”船, 采集 ３９ 个表层沉积物、１２ 个上覆水和 ７ 个结核样。在现场用平板法测定了异养细菌和铁、锰细菌丰度, 用稀释法（ Ｍ Ｐ Ｎ 法） 测定硫酸还原菌丰度。为了探讨微生物在大洋成矿过程的作用, 在实验室对异养细菌和锰细菌作纯化分离, 并进行了多项生理生化实验, 参照伯杰氏手册第八版鉴定至属。使用分光光度法, 测定锰细菌对锰、铁离子的转化作用, 使用 ｐ Ｈ 计测定了ｐ Ｈ 值的变化, 同时测定了不同培养温度对转化作用的影响。结果表明, 沉积物中异养细菌的数量在 ３×１００～９５×１０３个／ｇ; 锰、铁细菌的数量在１×１００ ～１×１０３ 个／ｇ; 硫酸盐还原细菌的数量分布范围在 ０～４×１０３个／ｇ;在上覆水和结核样中各类细菌的数量均较低,比沉积物样中各类细菌数低 １ 个数量级。在细菌的种群组成方面与近海区相比存在差异, 特别是在革兰氏阳性菌的组成上微球菌占了绝对优势。在成矿作用方面, 锰细菌对锰、铁氧化还原的实验结果表明, 在好氧的条件下, 锰细菌使可溶性的 Ｍ ｎ２＋ 氧化为 Ｍ ｎ４＋ , 其氧化速度与环境温度存在密切关系, 锰细菌对铁的氧化速度比对锰的氧化速度来得快。在     

东太平洋多金属结核分布的二维趋势面分析

对规则网的 469个测站的多金属结核丰度和 93个测站的 Mn、 Cu、 Co、 Ni元素进行趋势面分析 ,经 F检验 ,各变量的变异性显著 ,拟合度较低 ,表明多金属结核丰度及 Mn、Cu、Co、Ni金属元素的控制因素比较复杂。趋势面分析结果与相关分析结果一致 ,Mn、Cu、Ni元素有极相似的趋势特征 ,有两个轴向分布 ,一个为东西向轴 ,高值区在东部 ,另一个为北西向轴 ,高值区在北西部 ;结核丰度与 Co也有极相似的趋势特征 ,高值区在西部。应用逐次趋势面分析的结果将结核丰度的地质特征分解成各种简单控制因素的叠加 ,使对多金属结核的控矿因素、分布规律和物质来源的研究方法多样化     

东太平洋海盆多金属结核生长历史的重建

依据多金属结核ＣＣＣ１４剖面上Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的含量和有关的公式，本文计算该结核生长过程中瞬时生长速率和Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ的瞬时通量，并在结核中建立时间标尺，划分和对比结核生长阶段，重建结核ＣＣＣ１４８．７９３Ｍａ，Ｂ．Ｐ．以来的生长历史。研究结果表明，采用由铁、锰含量计算结核生长速率的公式，可详细了解结核生长过程，并能识别与提取强核中古海洋信息记录。     

西太平洋多金属结核区表层沉积物细菌群落结构及其对沉积扰动的响应

本文基于大洋第48航次在西太平洋马尔库斯 威克海山多金属结核区采集的6个表层沉积物样品的高通量测序结果,开展底栖细菌群落结构调查,共获得253012条序列,分属于41个门、85个纲、189个目、261个科和322个属。其中,变形菌纲(Proteobacteria)为优势类群,分为γ 、α 和δ 三个亚群,分别占总序列条数的24.76%、20.21%和6.48%。绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)及硝化螺旋菌门(Nitrospirae)等类群的序列数和属种较丰富。对序列条数大于1%的OTU(operational taxonomic units)分析,共获得优势菌群23个目,包含6个优势科,10个优势属,其中,铁锰功能细菌占10.20%,主要来自交替单胞菌属(Alteromonas)(6.90%)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)(1.80%)和希瓦氏菌属(Shewanella)(1.00%)等,另外还存在参与氮和硫元素循环的种属。PICRUSt功能预测分析显示结核区细菌主要涉及信号转导、蛋白转运、原核生物固碳、群体感应、能量转换、氨基酸和嘧啶代谢等功能。BC1826站位与其他站位相比,细菌多样性较低。结合沉积柱粒度分析结果,推测BC1826站位微生物群落结构的差异与沉积扰动有关,两者具有一定的响应关系。与已有研究成果汇总对比发现,西太平洋结核区与东太平洋结核区的细菌群落组成结构有较大差异。     

东太平洋赤道海域茎柔鱼小型群体资源分布及其渔场环境特征

茎柔鱼(Dosidicus gigas)是我国远洋渔业的重要捕捞对象。当前针对茎柔鱼渔场分布及其与环境关系的研究多集中于秘鲁海域,针对赤道海域茎柔鱼特定种群小型群体资源分布及其渔场环境特征研究较少。根据2019年12月至2020年2月茎柔鱼生物学数据,2019年12月至2020年4月生产和环境数据,运用胴长-体重关系拟合、地统计插值、广义可加模型(GAM)探究其资源分布及渔场环境状况。结果表明：东太平洋赤道海域茎柔鱼胴长范围为136~407 mm,体重范围为117~1557 g；2019年12月至2020年4月各月渔获量呈先增加后减小趋势,2月渔获量最高；CPUE曲线除2月增加外,总体呈下降趋势；渔场集中分布于0°~3°S、105°W~114°W海域,不同月份渔场重心经向变化明显；渔场最适SST范围是24.5~25.5 °C,最适Chl-a范围是0.16~0.20 mg/m3,月份是影响茎柔鱼CPUE的主要因子。研究表明：该海域茎柔鱼渔获主要为小型群体；小型群体生长发育期(2–3月)对渔场分布有重要影响,生长发育期前茎柔鱼集群度高,生长发育期后逐渐分散活动；单一影响因子与茎柔鱼CPUE相关性不显著,综合考虑其他环境因素及其交互影响是今后的研究方向。