广州海洋局在海底冷泉和热液区研究方面取得新进展

　　近日，国际海洋学期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》（中科院二区Top）和地球化学期刊《Chemical Geology》（中科院二区Top）刊发了广州海洋局在海底冷泉和热液体系生物-元素地球化学循环研究方面的最新进展——“Geochemical fingerprinting of siboglinid tube worms: Insights from stable isotopes (C, N, and S) and trace elements”和“Geochemical pattern of chemoautotrophic mussels from cold seeps and hydrothermal vents: Implications for fluid and trophic type”。

　　海底冷泉区和热液区孕育了大量的化能自养生物，被视为潜在的生命起源地。其中，管状蠕虫和双壳类作为典型的大型底栖生物类型，其软组织和壳体记录了冷泉和热液环境中微生物作用和元素循环的耦合过程。

　　研究团队对研究海域冷泉区采集的管状蠕虫Paraescarpia echinospica、目标海域Site F冷泉区和冲绳海槽伊平屋北热液区收集的Gigantidas platifrons进行了综合分析。发现管状蠕虫的软组织碳、硫同位素等特征主要反映了内部共生菌（硫氧化菌）执行的硫氧化和固碳过程（图1和2），几丁质壳体记录的则是物质来源的差异和多种早期成岩过程的叠加。双壳的软组织和壳体的同位素等特征则反映了其生活环境中的流体性质和本身的获能方式（图3）。两项综合性研究系统归纳了热液和冷泉系统不同化能自养类型（依赖甲烷有氧氧化过程和硫氧化过程获能）生物的配分模式，为利用研究元素示踪渗漏流体类型和化能自养方式提供了有力证据。

图1 冷泉管状蠕虫几丁质壳体与软组织的元素与同位素特征

图2 冷泉管状蠕虫管几丁质壳体与软组织的微量元素特征

图3 不同流体渗漏环境和营养方式双壳类生物研究元素特征

　　两项成果的第一作者均为广州海洋局贾子策博士，成果1通讯作者为中科院南海所李牛副研究员和广州海洋局匡增桂正高级工程师（Jia et al., 2025a）；成果2通讯作者为贾子策博士和中科院海洋所王敏晓研究员（Jia et al., 2025b），中科院海洋所钟兆山博士为论文共同第一作者。该研究有中科院南海所、中科院海洋所、上海海洋大学、德国汉堡大学，广东工业大学等合作单位，得到了国家自然科学基金（42372161；42030407）、国家重点研发计划项目（2021YFC2800901）和广州海洋局局长科研基金（2024GMGS-QN-17）等联合资助。

　　文章信息：

　　Jia, Z., Li, N.*, Peckmann, J., Wang, X., Feng, J., Zhuo, B., Cui, N., Kuang, Z.* (2025a). Geochemical fingerprinting of siboglinid tube worms: Insights from stable isotopes (C, N, and S) and trace elements. Journal of Geophysical Research: Oceans, 130, e2024JC022177.-成果1

　　Jia Z.*, Zhong Z., Wang, X., Lai H., Zhang, H., Cui, N., Kuang, Z., Wang, M.*, Li, C. (2025b). Geochemical pattern of chemoautotrophic mussels from cold seeps and hydrothermal vents: Implications for fluid and trophic type. Chemical Geology, 122799. -成果2