青岛所海底热液系统微生物成矿研究获重要进展

　　近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所大洋项目组在热液系统微生物成矿研究方面获得新进展：发现的微生物矿化结构与嗜中性铁氧化菌及其附属结构矿化后的形态非常类似，并推断微生物的催化可能是古代缺氧条件下大规模铁沉淀的一个重要因素。

　　由青岛所大洋项目组科研人员联合中科院三亚深海研究所、美国迈阿密大学、英国利兹大学的有关学者共同完成的上述成果，发表在最新出版的美国知名地学期刊《地球物理研究杂志：地质生物学》上。

　　现代洋底热液系统中的氧化物沉积体耦合了地质与微生物的相互作用，是地球科学与生命科学交叉研究的前沿领域之一。该沉积体形成涉及了无机化能微生物的作用，在此方向上开展的研究是打开古代类似地质体成因之谜的一把钥匙。

　　2014年，青岛所孙治雷博士在国家自然科学基金面上项目资助下，联合国家海洋局第一海洋研究所等单位，对西南印度洋脊热液成因氧化物沉积体的微生物矿化机理展开了研究。

　　本项目以西南印度洋脊新发现热液喷口为研究对象，重点从矿物学、地球化学及分子生物学等方面对热液来源氧化物沉积体进行研究，探讨微区尺度上的矿物组合，元素、同位素（包括氧、硅、铁、锶同位素）的分布特征以及参与矿物形成过程中的微生物学信息，建立热液微生物矿化模型；同时，利用室内实验模拟手段研究微生物介导的铁—硅沉积体的热稳定性以及富铁与富硅矿物后期分异作用，探寻其元素、化学键与矿物在该作用中的演化，揭示其成岩蚀变规律并评估生物因素的作用。在此基础上，最终建立起地质历史时期此类沉积体中可信的生物识别标志，以期为古代条带状铁建造成因机理提供现代视角上的有益依据。

　　通过对采集样品的精细研究，研究人员从矿物学、地球化学等方面入手，发现西南印度洋中脊热液喷口的沉积物中含有典型的微生物矿化结构，与已经发现的嗜中性铁氧化菌及其附属结构矿化后的形态非常类似。同时，通过分子生物学研究验证，也发现嗜中性铁氧化菌普遍存在于这些热液沉积物中。进一步研究发现，海底热液活动的脉动性导致现代热液沉积物中形成了富铁和富硅交替存在的互层结构，与古代的条带状铁建造的相似性非常高。

　　项目组人员表示，通过该阶段的工作，最新研究认为铁氧化微生物可能在古代（尤其是古代）普遍存在的条带状铁建造的形成过程中起到了重要作用。由此推断，微生物的催化可能是古代缺氧条件下大规模铁沉淀的一个重要因素。