该研究利用“深海勇士”号载人深潜器在西南印度洋龙旂热液区（水深2750米）采集的原始富铁沉淀物样品，包括水铁矿、针铁矿和纤铁矿等多种铁氧化物/氢氧化物相，能够有效探索深海热液系统矿物学与地球化学的复杂过程。研究基于沉积物培养实验，该研究发现Fe(II)aq能够显著促进矿物相变和重结晶，导致次生针铁矿、纤铁矿及磁铁矿的形成。此外，该过程伴随钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）和钡（Ba）等微量元素的显著释放与再分布，表明Fe(II)诱导的转化可能是提升深海热液系统中微量元素向海水释放的重要途径。该研究指出Fe(II)与矿物中结构Fe(III)之间的铁原子交换现象极为迅速，即便在短暂的共存时间内也可发生显著同位素再平衡，这一发现对利用铁同位素示踪深海物质来源和演化过程提出了新的约束条件。该研究对理解地球历史时期古海洋环境演变具有重要启示。在大氧化事件（GOE）前后，海洋可能普遍存在氧化-还原态的分层结构，使得Fe(II)与Fe(III)矿物可在海水中广泛共存并发生交互作用。Fe(II)驱动的矿物转化与再结晶过程很可能也发生在古海洋中，促进了前寒武纪铁建造（IFs）中高结晶度铁矿物的快速形成，并同时帮助Co、Ni等生命必需微量元素逃逸铁氧化沉淀过程的捕集，从而潜在影响了早期海洋生态系统的营养结构。该研究基于西南印度洋龙旂热液区的天然样品，通过铁同位素标记模拟实验与多尺度表征，揭示了溶解态二价铁（Fe(II)aq）在驱动深海铁矿物转化与关键微量元素循环中的重要作用，不仅对认识现代深海热液系统具有重要意义，也为理解早期海洋中铁沉积的形成机制提供了新证据。
富铁沉积物典型结构与二价铁反应前后在微观结构上的变化
龙旂热液区及其富铁沉积物的原位深潜采集
核心PI
周哲 |
同济大学
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1、表层沉积物中铁矿物的相变过程
2、57Fe穆斯堡尔谱学在海洋与环境科学交叉研究中的应用
3、铁-碳交互作用机制耦合负碳技术研发
未公示；
李江涛 |
同济大学
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简介：
李江涛，同济大学海洋与地球科学学院教授，博士生导师。2008年毕业于中国科学院广州地球化学研究所获博士学位，随后来到同济大学海洋与地球科学学院作博士后研究，2010年聘为讲师，随后去往美国俄克拉荷马大学作访问学者，2014年回到同济大学并聘为副教授，2020年聘为教授。2025年入选教育部“长江学者”特聘教授。
研究及招生方向：
1、现代海洋生物地球化学过程观测
2、现代海底热液系统的微生物生态
3、微生物生物成矿作用
4、微生物参与的地球化学过程及其相互制约机制
主要科研项目：
1、海底热液喷口富Fe-Si低温热液沉淀物的微生物矿化作用及其形成机制研究 41472307，2015.01-2018.12，90万，国家自然科学基金面上基金，负责人；
2、海底热液喷口不同类型低温热液沉淀物的微生物矿化机制研究 14ZR1443000，2014.07-2016.06，10万，上海市自然科学基金，负责人；
3、基于观测网的深海化学环境长期实时监测系统研发和集成国家 2012AA09A405，2012.01-2016.12，962，863计划海洋技术领域重点项目，负责人；
4、海底热液烟囱体中微生物的分布特征及其关键制约要素41002122，2011.01-2013.12，20，国家自然科学基金青年科学基金项目，负责人；
5、非活动海底热液硫化物烟囱体中微生物的分布及其生物矿化作用研究DY125-22-QY-19，2015.05-2016.04，7.5，中国大洋协会国际海底区域资源研究开发项目前沿性课题，负责人；
文章信息：
上述研究成果发表于国际权威期刊《Geochemical Perspectives Letters》。同济大学海洋与地球科学学院周哲研究员为论文第一作者，李江涛教授为文章通讯作者。该研究由国家重点研发计划、国家自然科学基金及上海市基础研究计划等项目资助完成，并得到了上海同步辐射光源的支持。
论文发表：
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