稀土元素及钇在东太平洋CC区深海泥中的富集特征与机制

东太平洋CC区深海泥具有高的REY（REE＋Y）含量,理解其富集机制对于寻找深海稀土资源具有重要意义。本文对WPC1101站位的沉积物柱状样开展了沉积物类型、粒度、黏土矿物和元素组成分析,结合已有资料探讨研究区深海泥的稀土元素富集特征及其形成机制。研究区深海泥主要以远洋黏土和硅质生物组分为主,其∑REY范围主要为400-1 000μg/g。深海泥北美页岩标准化后的REY配分模式具有显著的负Ce异常,指示富稀土深海泥中海相自生组分贡献较大。根据统计发现,研究区深海泥的∑REY与Al2O3、MnO、P2O5均具有良好的相关性,黏土组分、铁锰氧化物和磷酸盐对REY都有贡献。通过综合分析,提出研究区富稀土泥中高P含量是高∑REY重要的控制因素。

深海泥的矿物组成及其物化性能研究

采用化学分析、X射线衍射、差热和热重分析、粒度与比表面积分析等技术、方法对5个我国南海深海泥样品进行了研究。结果表明,不同区域的深海泥中,其矿物组成有显著的差异,其中粘土矿物、石英、碳酸盐为主要的结晶相矿物;同时,非晶质粘土矿物广泛发育。深海泥中的矿物质具有粒径小、比表面积大、粘土矿物结晶程度差等特点,因此具有较好的活性。深海泥将是一种巨大的潜在非金属矿产资源。

深海泥样微生物菌群分离及生理生化性质研究

从海底泥样中初步分离出24个菌株,包括真菌、细菌,从24个菌株中选出9种进行菌体形态和生理生化性质研究,将9个菌株标记为1～9号。试验结果显示:从菌体形态观察,1～7、9号菌落边缘整齐,表面湿润粘稠不透明;生理生化性质研究都有很高的耐盐性,甲基红和V-P试验中全部是阴性菌株,1、2、3、6、7、9号菌是革兰氏染色阴性菌,5、6、9号菌能水解淀粉,3～9号菌能分解尿素,1～5、7、9号菌属于兼性厌氧型菌株。根据《伯杰细菌手册》初步鉴定:1、2、3、7、9号菌属肠杆菌科埃希氏菌属;4、5号菌属乳杆菌科;6号菌属盐杆菌科盐杆菌属;8号菌属真菌。

富稀土磷酸盐及其在深海成矿作用中的贡献

中国最近几年对中北太平洋海域开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量高达2000×10^(-6)的富稀土泥。深海泥样品稀土与各主要氧化物相关图解中,∑REY与P_2O_5含量始终保持良好的相关性。在太平洋各沉积物柱状样中,∑REY随着P2O5变化非常敏感。如果将P_2O_5含量高于0.25%的样品剔除,深海泥的∑REY不高于400×10^(-6),指示了磷对稀土元素的控制。海洋磷酸盐能够继承海水的负Ce异常及高Y/Ho比值特征,深海泥样品具有相似特征,且表现为稀土含量越高,其稀土配分模式越接近磷酸盐。酸淋滤实验显示,滤液中萃取出大部分的P及∑REY,且∑REY与P含量具有良好的正相关关系。无论∑REY高低,滤液稀土配分均呈现出显著的负Ce异常;而难溶残留物的∑REY普遍较低,且无负Ce异常特征。根据12组滤液中PO_4^(3-)与∑REY,估算出深海泥中的磷酸盐具有的∑REY含量范围为9495×10^(-6)~28287×10^(-6),这与深海泥中生物磷灰石的稀土含量和稀土模式均吻合。综上所述,我们认为深海泥中的磷酸盐主要以富稀土磷酸盐的形式存在,其稀土含量远高于深海泥中的铁锰氧化物和铝硅酸,因此磷含量的变化对于深海泥的稀土含量和模式影响至关重要。相较于碳酸盐沉积环境下容易形成贫稀土的磷块岩,深海环境下的化学沉积以及有机P的成岩作用容易形成富稀土磷酸盐。

一株产脂肽类抗生素bacillopeptin A深海芽孢杆菌的筛选与鉴定

目的筛选从中国南海深海3601m的海泥样品中分离得到的细菌,获得一株芽孢杆菌SH-B74,分离其产生抗植物病原真菌脂肽类化合物,并进行菌种鉴定。方法使用酸沉淀、快速柱色谱、SPE和半制备反高效液相色谱技术分离发酵液中的脂肽类纯化合物,采用形态、生理生化特性和16S rDNA基因序列分析相结合方法鉴定菌株。结果分离纯化得到一种拮抗植物病原真菌的脂肽类纯化合物bacillopeptin A,分子量为1020.6Da;菌株经鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。结论该菌株对玉米纹枯病等多种植物病原真菌具有拮抗作用,代谢产物bacillopeptin A对苹果干腐病菌具有良好的拮抗效果。显示了该菌及其代谢产物在植物病原真菌的生物防治和土壤生物修复方面具有潜在研发价值。

富稀土磷酸盐的认识及其启示

中国大洋科学考察对中北太平洋的深海泥开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量极高的深海沉积泥。最近,日本科学家在南鸟岛附近也发现了稀土含量接近7000×10^-6的富稀土泥（Ohta et al.,2016）。

深海表层海泥模拟及地面力学特性研究

深海表层海泥车辆地面力学特性是开发大洋矿产资源-多金属结核采矿车的理论基础。该文深入研究深海表层海泥样品和陆地二种膨润土的物理性质,确定深海表层模拟海泥的原料,分析深海表层海泥和模拟海泥的物理力学参数,配制出具有极高含水量、极小内摩擦角、高液限、高塑性、大孔隙比、低强度和低重度等深海表层海泥特性的模拟海泥,根据车辆地面力学理论,开展多种平板在垂直方向上的海泥载荷-沉陷实验和不同节距、不同齿高、不同齿形和不同齿宽的履带齿板在水平力作用下的海泥剪切应力-位移实验,深入分析实验数据,国内首次提出基于Bekker理论和Reece理论的深海表层海泥的二种载荷与沉陷特性,及深海表层海泥的剪切应力和位移特性,深入分析我国多金属结核采矿车在深海表层海泥上行走时履带牵引力与打滑率特性,为进一步开发海底采矿车提供了设计依据和理论。

太平洋中部富REY深海粘土的地球化学特征及REY富集机制

深海沉积物中的稀土资源是一种新发现的、潜在的海底稀土资源.对太平洋中部重力活塞取样获得的90个深海粘土样品的矿物组分、常量和稀土化学分析结果进行了系统分析,并与中北太平洋以及西北太平洋南鸟岛附近海域深海沉积物稀土元素地球化学特征进行了对比.研究结果表明:太平洋中部深海粘土以富含沸石、富P及富REY为特征,其碎屑矿物中含有较多的鱼牙骨,其P2O5与CaO之间、P2O5、CaO与∑REY之间呈良好的正相关关系;其稀土分布模式表现为明显的Ce负异常、一定程度的重稀土元素富集和Y正异常.太平洋中部深海粘土REY富集的主要原因是深海粘土中含有过量的磷酸盐组分,推测过量的磷酸盐组分是由于深海粘土中鱼牙骨碎屑的加入引起的.在北太平洋海域,未受到热液活动影响的条件下,富REY的深海沉积物的稀土元素富集机制具有统一性和普遍性,可以归纳为深海沉积物中高REY磷酸盐的混入作用.