检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 469-475页

作者：韩焱杜增丰田野卢渊石学法栾振东于淼张鑫中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室&深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 崂山实验室山东青岛266061 中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京100049

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉... 详细信息

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉积物中稀土元素(REY)的技术手段,无法从深海沉积物中准确探测到稀土元素。激光诱导击穿光谱(LIBS)具有原位、实时、连续、非接触等独特优势,近年逐渐应用到水下元素分析中。由此,提出了一种深海稀土探测新方法,即将深海沉积物中的稀土元素通过无机酸浸出,而后利用LIBS的水下分析能力对深海沉积物浸出液中的离子态稀土元素进行探测。深海沉积物经预处理后,进行了不同无机酸种类和浓度、固液比及时间条件的浸出实验,研究了各个条件对稀土元素浸出过程的影响。通过对比各浸出液中稀土元素的浸出率获得最佳浸出条件,即HNO3浓度1.5 mol·L^(-1)、液固比2∶1、浸出时间5 min。利用LIBS对浸出液中稀土元素(Y、La、Nd)进行分析,光谱经平均处理、波长位移差分算法(WASS)校正后,进行单变量回归(UVR)和偏最小二乘法(PLS)分析。UVR分析获得稀土元素(Y、La、Nd)最佳线性回归结果的回归系数分别为0.87、0.83、0.80,对应检测限为3.55、4.09和5.71μg·g^(-1);PLS获得了显著优于UVR的回归结果,且获得更好的回归系数,分别为0.97、0.99、0.97。分析结果表明,PLS较UVR更适合深海沉积物的定量分析,同时证明了LIBS具有深海原位稀土元素探测的潜能,证实了利用LIBS结合多变量回归分析对深海沉积物中稀土元素进行检测和评价是可行的,为实现LIBS深海稀土探测提供数据支持。

关键词：深海沉积物稀土元素酸浸激光诱导击穿光谱

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卡罗琳板块与穆绍海沟俯冲

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中国科学:地球科学 2025年第2期55卷 655-659页

作者：孙卫东张天羽中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心中国科学院海洋观测预报全国重点实验室青岛266071 崂山实验室青岛266237 中国科学院大学北京100049

1引言西太平洋俯冲带有太平洋中最古老的洋壳,年龄最老达到了200Ma.有意思的是,紧邻太平洋老洋壳的南缘有一个新生代形成的小板块——卡罗琳板块.卡罗琳板块的东侧为穆绍海沟.穆绍海沟呈现北端封闭的盲肠状,即北面尚未开始俯冲.由北向... 详细信息

1引言西太平洋俯冲带有太平洋中最古老的洋壳,年龄最老达到了200Ma.有意思的是,紧邻太平洋老洋壳的南缘有一个新生代形成的小板块——卡罗琳板块.卡罗琳板块的东侧为穆绍海沟.穆绍海沟呈现北端封闭的盲肠状,即北面尚未开始俯冲.由北向南俯冲发育的程度逐渐加强.李春峰等(2025)通过综合地球物理分析等研究方法,刻画了穆绍海沟的结构,发现距离旋转极点越远,变形越大,由此提出卡罗琳板块的逆时针旋转导致了穆绍海沟的俯冲起始.这个新模型对研究穆绍海沟的俯冲起始机制有启发意义,促进了我们对相关科学问题的思考:卡罗琳板块是如何形成的?

关键词：卡罗琳板块综合地球物理逆时针旋转西太平洋俯冲带海沟洋壳太平洋新生代

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共聚焦拉曼光谱在贻贝介壳探测中的应用

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光谱学与光谱分析 2020年第3期40卷 750-754页

作者：崔楠楠杜增丰张鑫栾振东席世川李连福王敏晓王冰梁政委刘靖连超阎军中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

贻贝是广泛分布于全球水域的物种,从近海海域到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝分泌碳酸钙矿物形成介壳保护软体组织,介壳是一种天然纳米复合材料,具有优异的力学性能,在生物材料、组织工程以及仿生学等方面具有很好的应用前景,已经成... 详细信息

贻贝是广泛分布于全球水域的物种,从近海海域到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝分泌碳酸钙矿物形成介壳保护软体组织,介壳是一种天然纳米复合材料,具有优异的力学性能,在生物材料、组织工程以及仿生学等方面具有很好的应用前景,已经成为国内外研究热点之一。拉曼光谱是一种非破坏、非接触及多组分同时测试的检测技术,可以提供矿物成分信息。利用共聚焦显微激光拉曼技术对不同环境下(台西南冷泉繁茂区、Desmos热液区、实验室养殖及大连近海海域)生长的贻贝介壳进行检测,得到四种环境中生存的贻贝介壳珍珠层的拉曼光谱和介壳横截面局部区域的线扫趋势图及二维拉曼成像图。基于实验结果得到以下结论,四种环境中生存的贻贝介壳的棱柱层和珍珠层矿物为碳酸钙,其中棱柱层矿物组成均为方解石,拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm^-1附近,而介壳珍珠层虽然主要为碳酸钙,但不同环境下生长的贻贝珍珠层的矿物组成存在一定差别:大连近海贻贝珍珠层矿物为文石,拉曼测试文石特征峰位于706和206 cm^-1附近,结晶程度差。热液区生长以及实验室养殖贻贝珍珠层矿物也为文石,特征峰位于706和206 cm^-1附近,但结晶程度相对较好。台西南冷泉繁茂区贻贝珍珠层主要为文石(706和206 cm^-1),并含少量方解石,拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm^-1附近。通过对比四种环境中贻贝介壳的矿物组分以及相对分布,结合生存环境的差异,认为介壳矿物组成差异是贻贝应对深海冷泉、热液不同理化环境的一种环境适应机制。测试结果表明贻贝生长环境压力对珍珠层矿物组成有较大影响。研究表明共聚焦显微拉曼光谱是一种快速、高效的用于研究不同环境下生存的贻贝的介壳矿物组成的技术手段。这为研究深海贻贝生命过程与适应机制提供了重要的参考资料。

关键词：贻贝共聚焦显微激光拉曼方解石文石

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贻贝足的共聚焦显微拉曼光谱分析

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光谱学与光谱分析 2020年第3期40卷 755-759页

作者：梁政委杜增丰李超伦王敏晓王冰张鑫阎军中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性,范围从浅海跨越到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面,这种蛋白是一种可再生、不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂,得益于分泌蛋白的性质... 详细信息

贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性,范围从浅海跨越到深海热液、冷泉等极端环境。贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面,这种蛋白是一种可再生、不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂,得益于分泌蛋白的性质,足丝在水下具有黏附性强、韧性高、耐水性优良等特性,在生物材料学、医学等方面具有很好的开发潜力和应用前景,已经是国内外研究热点之一。拉曼光谱是一种非接触的、无损的可以提供分子生物化学信息的检测技术。足丝是贻贝足腺体的外在表达形式,结合扫描电镜和共聚焦显微拉曼光谱技术,从贻贝足丝的表观差异到贻贝足腺体的分泌蛋白组分和分布特征,基于深海和浅海贻贝足丝的扫描电镜表征的表观形态差异,对两种贻贝足组织分别进行共聚焦显微拉曼光谱检测,得到两种贻贝的3个腺体的拉曼光谱和腺体局部区域的2D拉曼彩色分布图,从外在表现形式足丝到内部足腺体分布,通过对比两种贻贝的3个腺体的成分以及相对分布,分析造成两种贻贝足丝差异的内在腺体分布情况,此外结合两种贻贝生存环境的差异,认为贻贝的足丝外观差异以及其内部腺体分布是贻贝应对浅海和深海冷泉完全不同理化环境的一种环境适应机制。基于实验结果得到如下结论,拉曼光谱表明两种贻贝足腺体组成:表征核心腺体的amideⅢ信号位于1 242和1 269 cm^-1位置的2个峰的峰强度相对其他两个峰(1 318和1 337 cm^-1)较高,表现为有序高级的蛋白构象,外皮和粘附盘腺体含有丰富的酪氨酸(643, 830, 850和1 615 cm^-1)和3, 4-二羟基苯丙氨酸(多巴, DOPA,785 cm^-1);浅海贻贝在1 043 cm^-1位置有高强度的胶原蛋白信号。拉曼成像呈现两种贻贝腺体分布特征:深海贻贝表现为较为集中的腺体分布,浅海贻贝腺体分布较为分散,表明贻贝为适应不同环境形成不同的腺体分布机制。由此可见,拉曼光谱可以用于研究不同环境下生存的贻贝的足腺体分布特性,并在生物样品微观分析中更多的应用。

关键词：共聚焦显微拉曼贻贝足腺体粘附蛋白

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硫酸根拉曼频移用于深海热液温度探测的方法探讨

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光谱学与光谱分析 2018年第11期38卷 3390-3394页

作者：席世川张鑫杜增丰栾振东李连福王冰梁政委连超阎军中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京101408

作为一种典型的深海极端环境,热液区域不仅分布着各种硫化物矿产,而且孕育着特殊的生态群落,对热液流体理化性质的研究有助于深入了解热液的运动机制。激光拉曼光谱技术除了定性分析方面的优势外,已经被逐步用于定量分析,并且在原位探... 详细信息

作为一种典型的深海极端环境,热液区域不仅分布着各种硫化物矿产,而且孕育着特殊的生态群落,对热液流体理化性质的研究有助于深入了解热液的运动机制。激光拉曼光谱技术除了定性分析方面的优势外,已经被逐步用于定量分析,并且在原位探测中发挥了重要作用。该研究模拟了深海热液喷口流体的高温高压环境,探讨了水分子和硫酸根离子的拉曼光谱在热液流体温度探测中的应用价值。通过对水峰ν_1(H_2O)、硫酸根ν_1(SO_4^(2-))的拉曼频移与温度、离子浓度的关系进行研究,结果表明水峰ν_1(H_2O)和硫酸根ν_1(SO_4^(2-))的拉曼频移随温度表现出明显的变化,水峰ν_1(H_2O)的拉曼频移受流体硫酸根浓度的影响明显,因此不适用于硫酸根离子浓度变化明显的热液流体温度的测量。相比之下,ν_1(SO_4^(2-))的拉曼频移对流体硫酸根浓度和流体压力不敏感,为温度的反演提供了很好的依据。建立了ν_1(SO_4^(2-))的拉曼频移与温度的线性方程:Rν_1(SO_4^(2-))=-0.03T+980.69,其中,R^2=0.998 6,可用于对深海热液喷口流体温度的原位探测等实际应用。

关键词：激光拉曼光谱热液流体硫酸根温度

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基于随机森林算法的底栖动物高光谱数据分类方法研究

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光谱学与光谱分析 2023年第10期43卷 3015-3022页

作者：董建江田野张建兴栾振东杜增丰中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院山东青岛266100 中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室&深海极端环境与生命过程研究中心中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266071

旨在实现对海洋牧场水下底栖动物的原位识别,使用随机森林算法实现识别分类检测,对目标生物进行分类识别分析,深入挖掘数据,提高工作效率和决策可靠性。利用研发的水下高光谱成像分析仪,在不同的水下环境中通过获取五种海洋牧场常见经... 详细信息

旨在实现对海洋牧场水下底栖动物的原位识别,使用随机森林算法实现识别分类检测,对目标生物进行分类识别分析,深入挖掘数据,提高工作效率和决策可靠性。利用研发的水下高光谱成像分析仪,在不同的水下环境中通过获取五种海洋牧场常见经济动物(虾夷扇贝、栉孔扇贝、脉红螺、皱纹盘鲍、仿刺参)的高光谱数据,归一化处理后运用机器学习中的随机森林(RF)、基于主成分分析的随机森林(PCA-RF)、基于递归特征消除的随机森林(RFE-RF)三种随机森林算法对五种底栖动物进行分类识别以及对比分析。通过RF的变量重要性排序,筛选出排名较高,对模型贡献度高的波段所对应的反射谱强度数据,再将排名靠前的特征波段数据输入分类器中,通过优化参数,得到分类准确度。将数据的分类结果输出混淆矩阵,可以看到五种样品的识别情况。脉红螺样品识别精度最低,为64%;仿刺参与栉孔扇贝的识别精度最高,达到了100%;虾夷扇贝与皱纹盘鲍的识别精度分别为91%与96%。三种方法最终得到的分类精度分别为:RF 90.13%;PCA-RF 95.20%;RFE-RF 98.74%,达到了较为理想的分类效果,体现了随机森林算法运用在水下高光谱数据分类研究的可行性。

关键词：随机森林高光谱成像分类原位识别底栖动物特征选择

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基于“发现”号ROV的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉调查中的应用

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海洋与湖沼 2020年第4期51卷 889-898页

作者：王冰宋永东杜增丰李超伦张建兴栾振东张鑫连超阎军中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室青岛266071 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心青岛266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系... 详细信息

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉区的应用实例。基于"发现"号ROV平台的近海底综合声学调查系统主要由R2Sonic2024多波束测深系统,模块一体化的侧扫声纳-浅地层剖面系统和水下综合定位与导航系统构成。该系统的配置极大地扩展和完善了"发现"号ROV的近海底调查能力,实现了近海底多波束、侧扫和浅剖等声学数据的同步采集和快速融合处理。基于本套系统在南海冷泉区的综合应用,本文对其工作流程进行了介绍,并对所获得一系列成果进行了初步分析。结果表明,近海底综合探测系统的应用为南海冷泉区的识别、海底地形地貌特征分析以及空间规模量化研究等内容提供了不可或缺的基础资料。本套系统的配置和成功应用,有效地提高了我国的近海底调查和作业能力。

关键词：近海底声学调查缆控水下机器人(remotely operated vehicle ROV) 海底冷泉海底地地貌

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激光拉曼光谱技术对深海极端环境流体-岩石相互作用的启示

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矿物岩石地球化学通报 2022年第1期41卷 45-56页

作者：张鑫席世川中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 中国科学院大学北京101408

激光拉曼光谱技术是一种无损、非接触的快速检测技术,已被广泛用于深海极端环境的原位探测。本文介绍了激光拉曼光谱技术在原位探测深海极端环境自生矿物形成演化中的应用,以及流体对矿物热氧化过程的影响,深化了拉曼光谱技术对矿物结... 详细信息

激光拉曼光谱技术是一种无损、非接触的快速检测技术,已被广泛用于深海极端环境的原位探测。本文介绍了激光拉曼光谱技术在原位探测深海极端环境自生矿物形成演化中的应用,以及流体对矿物热氧化过程的影响,深化了拉曼光谱技术对矿物结构和组分的分析能力。总结了针对热液、冷泉流体组分(SO^(2-)_(4)、HSO^(-)_(4)、Cl^(-)、CH_(4)、H_(2)S、H_(2)和CO_(2))和理化参数(温度)建立的拉曼定量分析模型,以及原位探测应用实例。基于上述对流体相态、组分定量分析和矿物组分和结构建立的激光拉曼光谱分析新方法,阐述了激光拉曼光谱技术对原位探测深海极端环境流体-岩石相互作用的启示。未来主要通过升级现有激光拉曼原位探测系统,引入表面增强拉曼、长期多通道拉曼等技术,提高激光拉曼光谱探测技术的检测限和应用能力,在深海开展流体-岩石相互作用过程的原位监测和原位可控实验,以实现“将实验室搬到海底”的设想。

关键词：深海极端环境拉曼光谱定量分析流体-岩石相互作用原位探测

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基于贝壳生长轮方法的平端深海偏顶蛤的生长和年龄结构研究

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海洋与湖沼 2023年第2期54卷 465-471页

作者：胡希源周丽李超伦中国科学院海洋研究所、深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

平端深海偏顶蛤(Gigantidasplatifrons)是广泛分布于西太平洋深海热液和冷泉生态系统中的优势种和共有种,也是深海化能生态系统中重要的生境营造种。以南海F冷泉平端深海偏顶蛤为研究对象,基于贝壳日生长轮方法,分析了平端深海偏顶蛤的... 详细信息

平端深海偏顶蛤(Gigantidasplatifrons)是广泛分布于西太平洋深海热液和冷泉生态系统中的优势种和共有种,也是深海化能生态系统中重要的生境营造种。以南海F冷泉平端深海偏顶蛤为研究对象,基于贝壳日生长轮方法,分析了平端深海偏顶蛤的年龄与生长速率,建立了其年龄与贝壳壳长关系的生长方程。同时,结合获得的生长方程,分析了南海F冷泉采样点(119.285 6°E,22.115 4°N)平端深海偏顶蛤种群的年龄结构。研究结果表明,采样获得的平端深海偏顶蛤种群的最大壳长为11.4 cm,最大寿命为13.5龄。研究区域的贝壳长度分布集中在4~7 cm,占比60%;年龄分布集中在2~4龄,占比49.7%。相关研究结果为进一步开展平端深海偏顶蛤的生长研究提供了基础数据,有助于深入了解冷泉区域的种群动态变化规律。

关键词：平端深海偏顶蛤冷泉南海年龄结构

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长江与黄河入海活性硅输送规律及变化趋势

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湖泊科学 2018年第5期30卷 1246-1259页

作者：王昊冉祥滨臧家业刘军曹磊刘森马永星国家海洋局第一海洋研究所海洋生态研究中心青岛266061 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 国家海洋局第一海洋研究所海洋地质与地球物理实验室青岛266061 中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心青岛266071

根据长江与黄河各一个完整水文年的调查数据,并结合历史资料分析了我国这两条大型河流活性硅((RSi,RSi=溶解硅(DSi)+生物硅(BSi))的入海通量及长时间序列的变化规律与影响因素.结果表明,长江与黄河RSi的组成存在显著的差异,二者水体中BS... 详细信息

根据长江与黄河各一个完整水文年的调查数据,并结合历史资料分析了我国这两条大型河流活性硅((RSi,RSi=溶解硅(DSi)+生物硅(BSi))的入海通量及长时间序列的变化规律与影响因素.结果表明,长江与黄河RSi的组成存在显著的差异,二者水体中BSi/RSi的平均比值分别为0.22和0.49;黄河DSi的年平均浓度为长江的74%,而BSi年平均浓度却是长江的3倍.黄河水体中相对较高的BSi浓度反映了黄河流域水体浑浊度与土壤侵蚀程度较高,源自黄土高原高的泥沙输送量是导致黄河水体中BSi浓度较长江高的主要原因.长江与黄河下游RSi通量在丰水期、平水期与枯水期的比值分别为5.3∶3.1∶1.6与3.8∶3.4∶2.8,长江半数以上的RSi入海通量是在丰水期输出的,而黄河在3个时期的差异不明显.相比于径流的变化,1958-2014年间长江DSi通量变化主要是由DSi浓度的变化引起的,流域气候变化(如温度变化)是其浓度及其通量年代际变化的重要原因;而黄河1985-2001年间DSi通量下降是由于径流量与DSi浓度降低的双重原因引起的.气候变化,特别是温度的变化会对流域硅的风化速率与硅的产出产生重要影响,但其具体的影响有待进一步揭示.

关键词：长江黄河溶解硅生物硅气候变化

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