吴自军
- 作品数：36 被引量：133H指数：6
- 供职机构：同济大学海洋与地球科学学院海洋地质国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程生物学农业科学更多>>
- 浙江舟山海岸带古木埋藏区铁的微生物成矿作用被引量：5
- 2008年
- 以浙江舟山海岸带铁矿石为研究对象,通过对铁矿石及其周围环境背景样品的形态学显微观察、矿物学及地球化学分析,结果显示渗漏水沉淀铁泥中存在大量形貌与Leptothrix ochracea和Gallionella ferruginea中性铁氧化菌极为相似的微生物鞘,该微生物可促进Fe2+的氧化和Fe3+的快速沉淀,并且细胞最终被完全矿化后将永久保存起来.与此相对应的是:在铁矿石内部存在大量的似球形和丝杆状的针铁矿,并且还保留了死亡的铁细菌外鞘,这些特征揭示该铁矿石与微生物历史活动密切相关.将现代渗漏水铁泥中铁细菌的矿化作用和铁矿石中保留的微生物活动记录相对比,为该环境下的铁矿石生物成矿作用及其成因机制提供了良好的佐证.铁矿石的形成与古木堆积密切相关,古木埋藏腐烂过程产生的腐植酸加剧了基岩及其周围土壤中的铁淋滤进入到潮间带,从而为铁矿石形成提供充足的铁来源.该研究有助于更好理解和认识地史时期腐植质及微生物在铁矿床形成中的作用.
- 吴自军贾楠袁林喜孙立广Danielle Fortin
- 关键词：铁矿石生物矿化
- 热液管状蠕虫的早期矿化机制及微生物在矿化过程中的作用被引量：3
- 2007年
- 热液喷口动物群是现代海底热液体系的重要组成部分,它们依赖于热液无机环境生存,与无机环境之间存在着密切的相互作用,并可参与现代热液点的成矿过程.热液喷口动物群(特别是Vestimentiferan和Polychaete管状蠕虫)矿化后的产物常以化石的形式保存于各时代的地质体中.开展热液大型动物的早期矿化过程研究,对于理解热液环境中矿物与生物的相互作用以及地质化石的形成和保存机制具有重要的意义.以胡安·德富卡洋脊热液场中采集的管状蠕虫Vestimentiferan Ridgeia piscesae为对象,对它的早期生物矿化特征和机制进行了研究.研究表明,大量的丝状微生物不均匀地分布在Ridgeia piscesae管状蠕虫的内壁表面和壁内空隙层中,并在一些部位形成微生物薄层.微生物细胞表面和降解后的产物在管状蠕虫矿化早期起着重要的作用.在矿化程度较低的管状蠕虫管壁,普遍发现有半透明的含硫有机质薄层和球粒状颗粒硫的存在.这种含硫有机薄层的降解产物在管状蠕虫早期矿化过程中的作用可能同样不容忽视.微区化学分析表明,管状蠕虫管壁对成矿元素的富集具有选择性,主要从周围热液环境中富集Fe,P,Ca和Si等元素,Fe与P,Ca和Si等元素具有共变关系.由于S主要来源于管状蠕虫组织体中共生微生物对H2S的生物氧化的作用,它可作为研究管状蠕虫管壁矿化过程的一种很好的生物标志物.根据不同矿化程度管状蠕虫的矿化特征,提出管状蠕虫的早期矿化过程主要受微生物诱导生物矿化作用和管壁降解生物矿化作用控制.
- 彭晓彤周怀阳唐松姚会强蒋磊吴自军
- 关键词：生物矿化热液微生物
- 海洋沉积物碳循环过程数值模型的研究进展
- 2024年
- 海洋沉积物不仅是各种不同来源有机碳的重要埋藏场所,也是一个十分活跃的生物地球化学反应器,在全球海洋碳循环中扮演着重要角色.相对传统的地球化学测试和定性描述方法,数值模型可以突破时间和空间的限制,定量获取海洋沉积物中各个碳循环过程的反应速率及其通量,因此日益受到学界的重视.海洋沉积物有机质降解是驱动碳循环最为关键的生物地球化学过程,其释放进入周围孔隙水的溶解无机碳一部分可扩散至沉积物上覆水体,另一部分可与钙、镁等离子沉淀形成自生碳酸盐矿物.首先综述目前主要的3类沉积物有机质降解模型(离散性有机质降解模型、连续性有机质降解模型和Power模型)的建模过程及其在全球海洋沉积物有机质降解过程中的应用;接着从有机质降解相关的初级与次级反应出发,介绍沉积物中与有机质降解相关的地球化学过程反应速率模型的刻画方法,并从碳酸盐平衡体系和同位素质量平衡模式角度,探讨了沉积物有机质降解过程对自生碳酸盐形成及其碳同位素的影响;最后分析了当前阶段数学模型在描述有机质降解过程和自生碳酸盐形成中存在的问题和不足,并在此基础上展望未来亟需加强的研究要点,希企为深入理解海洋碳循环与全球气候变化相互反馈,建立可靠的海洋碳循环和生物地球化学预测系统提供有益的科学支撑.
- 徐思南吴自军张喜林孙伟香耿威曹红曹红孙治雷
- 关键词：海洋沉积物碳循环有机质降解海洋地质学
- 海底热液活动区地微生物学研究中的分子生物学技术被引量：1
- 2009年
- 海底热液活动区微生物生态及其相关研究一直是近年来海洋地微生物学研究的热点之一。有关发现不断挑战着人们对微生物的代谢机理、生存极限、元素地球化学循环作用等方面的传统认识。与传统的富集培养方法相比,主要基于16S rRNA基因和特征性功能基因系统的发育分析等技术为研究这一极端环境中栖息的微生物群落提供了更为系统和全面的手段。这些技术包括基因文库构建(16S rRNA和其它功能基因)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)、荧光原位杂交(FISH)以及定量PCR等。目前,上述技术手段广泛应用于全球海底热液活动区地微生物学的研究,在丰富地球物种多样性、调查微生物参与的元素地球化学循环过程、研究微生物与矿物的相互作用以及生命起源与演化等方面取得了大量的研究成果。简要介绍了常规分子生物学技术的基本原理及其在海底热液活动区地微生物学研究中的应用现状。
- 李江涛周怀阳彭晓彤吴自军
- 关键词：海底热液活动分子生物技术
- 海南文昌清澜湾红树林潮沟地下水溶解碳通量的潮汐动态
- 2024年
- 海底地下水排泄(SGD)是陆地溶解碳向海洋输送的一个重要途径。以清澜湾潮沟为研究对象,以盐度为保守参数计算淡水SGD的占比为2.5%~22.7%,平均为13.0%;SGD净流量为0.86×10^(5) m^(3)/d。基于地下水溶解碳浓度,计算出该潮沟输出的溶解无机碳(DIC)和溶解有机碳(DOC)通量分别为5.78×10^(5)和0.10×10^(5) mol/d。其中,DIC是潮沟溶解碳输送的主要形式,占总溶解碳的98.3%。低潮时,DOC的49%来源于红树林植物碎屑,51%来源于SGD;DIC的78%来源于SGD,22%来源于红树林沉积物有机质。高潮时,DOC的44%来源于被污染的海水,56%来源于红树林植物碎屑;DIC的65%来源于海水,35%来源于孔隙水交换。红树林潮沟SGD向清澜湾输送了大量的溶解碳,其对近海水体碳酸盐平衡体系的影响需要进一步研究。
- 张越朱虹霓王一清ALYAA Zidan崔振昂吴自军
- 关键词：稳定碳同位素潮汐作用
- 非活动热液硫化物烟囱体的氧化性风化和微生物群落研究
- 崔加梅李江涛吴自军耿坤周怀阳
- 东海潮间带埋藏古木影响下的Fe-S矿物特征
- 2009年
- 中国东海舟山群岛的潮间带存在一处距今5600年左右的古木堆积层.对采自该潮间带的新鲜基岩样品、海岸风化壳剖面、海岸带渗滤水系统、埋藏古木渗滤水、潮间带沉积物、潮间带海水、岛上淡水和埋藏古木以及埋藏古木形成的泥炭质等潮间带环境介质进行元素地球化学分析,对海岸带渗滤水系统中的细菌成因铁氧化物和潮间带沉积物进行了详细的透射电子显微镜-选区电子衍射分析,并对埋藏古木形成的泥炭质和潮间带海滩泥的无机硫组成及其硫同位素组成进行了测定.结果显示,该潮间带环境介质出现了不同程度的Fe,Mn,S(SO42?)富集,是埋藏古木腐烂发酵对潮间带的Fe-S生物地球化学循环产生影响的结果.透射电子显微镜-选区电子衍射分析结果不仅证实铁细菌和硫酸盐还原菌在该潮间带环境中的大量存在、参与了Fe-S循环过程,而且诱导了胞外成矿作用.潮间带海滩泥中高的铬还原性硫(FeS2)含量和低的特征δ34S值(?2.9‰)不仅可能指示了潮间带沉积物中大量硫酸盐还原菌的存在,而且可能显示其中的铁硫矿物是在高的硫酸盐还原速率条件下形成的.本研究对于深刻认识潮间带、河口和近海岸带等高有机质累积速率和高硫酸盐还原速率条件下Fe-S生物地球化学循环和生物成矿特征具有重要的意义.
- 袁林喜孙立广Danielle Fortin王玉宏吴自军尹雪斌
- 关键词：潮间带铁细菌硫酸盐还原菌
- 深海热液环境中的铁氧化菌及其矿化被引量：1
- 2010年
- 深海热液系统极端的物理化学条件蕴育了完全不依赖于太阳光的独特生态系统,化能自养型微生物是支撑这些生态系繁荣的初级生产者。铁氧化菌是海底热液环境中常见的化能自养微生物之一,能够从低价态铁氧化成高价态铁的化学反应中获取代谢能量。它们对海底金属元素的地球化学循环过程、金属矿床的形成和堆积以及丰富热液生态系统功能等有重要的影响。介绍了深海热液环境中存在的铁氧化菌,以及它们的分类、氧化机理和与之伴生的生物矿化现象。
- 陈顺彭晓彤周怀阳李江涛吴自军
- 关键词：生物矿化
- 三亚湾海滩黑化形成机制:铁氧化物与有机质的相互作用被引量：1
- 2022年
- 在野外现场调查的基础上,对三亚湾近海沉积物及海滩沉积物进行粒度、有机质、铁形态等地球化学分析及扫描电镜显微观察,结果显示,三亚湾近海表层沉积物以粉砂质为主且由岸向海粒径变细,砂含量减少,粉砂和黏土含量增多,指示湾内水动力较弱,近岸水动力有所增强。三亚湾海滩黑化的有机污染物来源主要有雨污水外溢、三亚河沉积物中的“腐泥”以及三亚湾历史排污口底泥再悬浮和再沉积等。三亚湾海滩缺少细粒沉积物,黏土矿物不是造成有机质富集的主要原因。扫描电镜及能谱分析显示海滩致黑矿物主要为铁氧化物,铁形态分析结果表明氧化铁、游离铁络合度皆与有机碳含量呈明显正相关关系。在弱碱性的氧化环境中,铁氧化物通过配体交换形成的络合作用吸附有机质,金属离子通过阳离子架桥作用促进铁氧化物对有机质的吸附。因此,铁氧化物-有机质-重金属元素三者相互作用可能是导致污染有机质胶结及三亚湾海滩黑化现象的发生的主要作用机制。
- 高琛胡梦茜吴自军
- 关键词：有机质铁氧化物
- 大西洋洋中脊Logatchev热液场水柱中甲烷羽状流的探测被引量：5
- 2007年
- 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1.05～1.68nmol/L,明显高于大西洋深海平原正常海水甲烷背景值(0.4～0.5nmol/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7.14～113.90nmol/L,其对应的水深为离海底180～500m.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.
- 周怀阳吴自军彭晓彤蒋磊唐松姚会强
