Periodical mixing of MORB magmas near East Pacific Rise 13N: evidence from modeling and zoned plagioclase phenocrysts

Thirty-six basalt samples from near East Pacific Rise 13N are analyzed for major and trace elements. Different types of zoned plagioclase phenocrysts in basalts are also backscatter imaged, and major element profiles scanned and analyzed for microprobe. Basalts dredged from a restricted area have evolved to different extents (MgO=9.38wt%-6.76wt%). High MgO basalts are modeled for crystallization to MgO of about 7wt%, and resulted in the Ni contents (28 ppm) that are generally lower than that in observed basalts (> 60 ppm). It suggests that low MgO basalts may have experienced more intensive magma mixing. High MgO (9.38wt%) basalt is modeled for self-"mixing-crystallization", and the high Ni contents in low MgO basalts can be generated in small scale and periodical self-mixing of new magma (high MgO). "Mixing-crystallization" processes that low MgO magmas experienced accord with recent 226Ra/230Th disequilibria studies for magma residence time, in which low MgO magmas have experienced more circles of "mixing-crystallization" in relatively longer residence time. Magma mixing is not homogeneous in magma chamber, however, low MgO magmas are closer to stable composition produced by periodical "mixing-crystallization", which is also an important reason for magma diversity in East Pacific Rise. Zoned plagioclase phenocrysts can be divided into two types: with and without high An# cores, both of which have multiple reversed An# zones, suggesting periodical mixing of their host magmas. Cores of zoned plagioclase in low MgO (7.45wt%) basalt differ significantly with their mantle in An#, but are similar in An# with microlite cores (products of equilibrium crystallization) in high MgO (9.38wt%) basalt, which further shows that plagioclase phenocryst cores in low MgO basalts may have formed in their parental magmas before entering into the magma chamber.

东太平洋海隆13°N和大西洋Logatchev热液区附近热液柱的研究

海底热液柱的研究为我们认识海底热液活动提供了一个放大镜，为测定控制各种热液种类最终散布的化学反应提供了天然实验室，是我们认识海底热液活动环境效应、寻找海底热液多金属硫化物资源、定位新的热液喷口区、表征和定量海底热液活动释放的有利工具。本文在海底对热液柱研究概况了解的基础上总结了海底热液柱的类型、运动特征、影响其扩展的因素及其地球化学特征；在对2003年11月DY105-12、14航次第六航段和2005年10月DY105-17A航次大西洋航段，在EPR12°39′N～12°54′N区域和MAR Logatchev热液区（MAR 14°45＇N）获得的CTD数据分析的基础上，讨论了在东太平洋海隆和大西洋Logatchev热液区出现的温度异常；在对EPR12°39′N～12°54′N区域内所采水样地球化学数据分析的基础上，探讨了EPR12°39′N～12°54′N上方海底热液柱的地球化学特征及其影响因素，发现该调查区内Mg亏损可能由热液流体和海水混合达到平衡后上浮的一种贫Mg液体引起，Ca亏损是一种或几种因素共同作用的结果，其中最主要的原因可能是富二氧化碳流体夹带周围海水上升过程中形成碳酸钙颗粒，从而引起Ca的减小，Cl、Br富集可能是热液活动引起相分离后后期卤水注入海水的结果。

东太平洋海隆13°N附近沉积物元素地球化学研究

对东太平洋海隆（EPR）13°N西侧2个沉积物岩芯进行了碳酸盐、常量和微量元素含量测定。E271站位沉积物中Fe含量在8.5~13.8%之间，Mn含量在1.7~3.17%之间；E272站位Fe 5.7~13%，Mn 0.12~3.31%，沉积物中高铁锰含量显示在热液柱颗粒物质在EPR13°N西翼沉降明显。E271站位CaCO3含量在5.9~27.6%之间，E272站位CaCO3含量在6.7~38.2%之间，在两个站位沉积物柱样中发现少量有孔虫化石。Cu、Pb和Zn因为热液柱颗粒物质沉降，在沉积物中富集。Cu/Fe，Pb/Fe和Zn/Fe比值比热液喷口处颗粒物中低，Pb表现出在海水中运移距离较短或者是只有少量Pb随热液柱扩散运移。热液柱沉降作用使Li，Mo和Ni在沉积物中富集。此外，铁锰氧化物颗粒在海水中吸附-共沉淀作用导致V在沉积物中富集。沉积物中Ti和Al有非常好的相关性，其Ti/Al比值为0.05左右。U在岩芯中含量与深海沉积相似。

胶州湾和东太平洋海隆(~13°N)沉积物微生物多样性研究

海洋是一个巨大的生态系统，多样的微生物是构成海洋生态系统的基本元素。海洋微生物的群落结构及演变深刻的反映着海洋生态系统的变迁。本文采用分子生物学技术，研究了近海沉积物生态系统——胶州湾沉积物中细菌的多样性、群落结构的时空演替规律以及远洋深海沉积物生态系统——东太平洋海隆北纬13o附近深海沉积物中细菌和古细菌群落结构沿沉积物断层的分布情况，结果表明在两处沉积物中，微生物群落的结构都与环境因子有显著的相关性，是反映海洋沉积物环境特征的重要（分子）标志物，并且可能在这些环境中参与生物地球化学循环等重要过程。 1.从胶州湾不同区域的8个代表性站点采集4个季度的沉积物样品。提取总基因组DNA，利用16S rDNA作为分子标记，采用克隆文库对胶州湾沉积物中细菌群落的组成、空间分布和季节演替规律进行了研究。结果显示沉积物中的细菌具有高度多样性，来自于13个细菌门，同时还有28%的未鉴定克隆，表明胶州湾沉积物中蕴藏着巨大的微生物资源。其中已鉴定的优势种群是α-、β-、γ-、δ-变形细菌、绿弯菌、厚壁菌、蓝细菌和放线菌。同时还包括酸杆菌、拟杆菌、浮霉菌、疣微菌、芽单胞菌、绿菌、梭杆菌、异常球菌-栖热菌等类群的存在。将各克隆库的组成与温度、总碳、总氮等环境因子结合分析，结果显示细菌群落结构更替的主要驱动力是季节变化所带来的温度等环境因子的演变。对数据库中与本研究所获得序列具有最近亲缘关系序列的来源环境进行分析表明，胶州湾中细菌群落受航运活动、水产养殖、重金属污染等人类活动的明显影响，同时这些活动表现出显著的空间特异性，比如C4和D6等站点明显受到航运活动的影响，而A3和Y1等站点则容易受到沿岸径流所带来的淡水和油污染的影响。 2.分别利用PCR-DGGE和克隆文库技术对东太平洋海隆北纬13o附近深海柱状沉积物样品中细菌和古菌群体进行研究，结果显示这些微生物群落沿四个分别代表不同沉积年代断层明显的成层分布，与环境因子结合分析表明这种成层分布与氧化还原性质等地球化学特征的成层分布相吻合，提示我们该生态系统中的微生物受到环境因子的巨大作用，同时也表明这些微生物可能参与该生态系统中硫、金属元素代谢等过程。通过系统发育分析，四个断层中的微生物群落中呈现出很多与热液活动相关的个体（其中34.7%的细菌序列和31%的古菌序列与来源于各种热液环境的序列具有最近的亲缘关系）。但总体群落结构分析表明该区域可能属于热液活动影响区域的边缘，处于从热液活动环境到普通的低温沉积物环境的过渡区域。 3.将在胶州湾和东太平洋海隆北纬13o附近海洋沉积物生态系统中都存在的优势细菌类群（α-、β-、γ-、δ-变形细菌和放线菌、绿弯菌、厚壁菌、酸杆菌、浮霉菌）进行系统发育分析和背景比较分析，结果显示两处沉积物中的细菌优势种群虽然在大类群上很多是相同的，但是可能由于两处沉积物中不同物理化学等环境因子的选择作用（如胶州湾的近海特征和人为活动，东太平洋深海特点和热液活动），而导致优势种群在系统发育关系上距离比较远。这表明独特的微生物群落结构，特别是优势种群的群落结构信息是描述特定环境生态系统的重要方面。本研究表明在全球环境变迁中,自然环境因子和人类活动都在深刻改变着微生物群落的结构和功能。本文阐述了在环境变迁特定时期两处沉积物生态系统中的微生物群落结构及时空差异，为研究大范围生态系统的演变提供了依据，同时也为在两处沉积物环境中进行微生物参与的生物地球化学研究奠定了基础。

东太平洋海隆13°N附近含金属沉积物中的有机碳氮研究

本文根据热液活动对海底沉积环境影响的程度，将海底沉积环境划分为三个部分：热液直接作用区（硫化物分布区），热液间接作用区（含金属沉积物区），正常沉积区。东太平洋海隆13°N附近所取得的三个沉积物柱状样(E271、E272、E53)属于含金属沉积物区，以它们为研究对象（E271和E272是重点研究对象），进行了粒度、粘土矿物、有机碳氮和无机碳分析，并结合已有的测年数据和金属元素含量数据，对含金属沉积物中的有机碳氮进行了系统的讨论。 沉积物无机组分的物源分析表明，沉积物中富含铁锰的组分主要是非晶质或结晶程度较差的铁锰氧化物和氢氧化物。来自于火山灰蚀变的富铁蒙脱石也有一定的贡献，但是含量太少。铁锰氧化物或氧氧化物倾向于集中在细粒的物质中。铁锰含量自下而上的递增趋势反映了热液活动程度增强的趋势。 三个站位沉积物中有机碳的含量都很高，E271、E272 有机碳含量在0.9%-1.5%之间，而E53含量则相对更高，最高可达4.6%。E271、E272自下而上有递增的趋势，它与铁锰的含量有一定的相关性，可能有机质与铁锰之间存在某种联系。有机碳的沉积通量很低，E271上层为4.06mg/ka•cm2 ，下层仅为0.84mg/ ka•cm2。因此沉积物中高有机碳含量显示的高生产力是一种假像，并不能代表古海水表层生产力很高。 C/N值在三个站位的变化情况各有不同。按照常规的把有机质来源分为海洋表层生物与陆源有机碳来源，那么E271和E53站位总体上水生有机碳在总有机碳中居主要成分。E272上层是海洋生物来源占优，下层是陆源生物占优。但是根据热液plume存在细菌和TEP的特性，应该考虑沉积物中有机质是表层生物源和热液影响的生物源。经过假设计算，认为热液影响的生物有机碳源受到热液柱扩散形态的影响，且与热液活动的稳定性有关。因此两相比较，认为该研究区，有机质来源应该选择表生有机碳与受热液影响生物有机碳为两个端元组分。受热液生物影响的程度为E272>E271>E53。 在E272站位沉积物中发现的一些细菌种类与热液喷口区的嗜热细菌相似程度很高，它们可能是随着Plume飘移而迁移，并沉降到沉积物中。它们的存在对有机碳的含量和组成将会产生影响。这是一个热液生物影响沉积物有机碳的直观的证据。 通过Fe、Mn、Al 含量随深度变化的趋势，推断出碳酸钙自下而上减小不是因为热液组份的加入对其含量稀释而成的，应该是沉积环境的改变，导致其溶解度增加所致。 在研究过程中，还对沉积物中有机碳的测定方法进行了探讨，鉴于不同方法之间带来的有机碳数据上的误差，建议建立一种标准的测试方法，便于有机碳数据的比较。计算沉积速率和沉积通量时，对E271用含水量进行了去压实校正。根据计算，当含水量变化很大时，去压实作用是有必要的。

东太平洋海隆13°N附近热液硫化物形成过程

东太平洋海隆13°N附近热液区构造环境上属于快速扩张中心，该区段洋中脊拉张速率达到了12cm/yr，轴部地堑平均水深2630m。本文即是对该研究区（103°54.41´W, 12°42.68´N）获得的热液烟囱体硫化物样品展开了研究。借助偏光显微镜观察了硫化物显微结构特征，并分析了硫化物中的矿物组合。东太平洋海隆13°N附近热液硫化物中常见矿物为Fe硫化物和Zn硫化物，并经历了由早期Fe硫化物为主转变为晚期成熟化以Zn硫化物为主的过程；根据观察到的显微结构，东太平洋海隆13ºN附近热液硫化物的形成至少可划分出四个阶段即黄铁矿阶段、黄铜矿阶段、黄铁矿-闪锌矿和闪锌矿阶段。 建立了热液硫化物样品中常、微量元素的测试方法，测定了东太平洋海隆13°N附近常、微量元素组成，并与有沉积物覆盖的北胡安德富卡脊Middle Valley烟囱体硫化物和弧后环境的北斐济盆地富Zn型烟囱体硫化物进行了对比。以Cu、Pb、Zn相对含量百分比划分，东太平洋海隆13ºN附近热液硫化物属富Zn型。 阐述了东太平洋海隆13ºN附近热液硫化物微量元素组成空间变化特征及元素比值在样品中的演化，并分析了常微量元素之间及元素/Cu值与1/Cu之间的相关性。Cd、Ga、In主要以类质同像的形式存在于Zn硫化物中，Co的主要寄主矿物是Zn硫化物。在东太平洋海隆13°N附近热液硫化物的形成过程中，常量元素Cu、微量元素Mo趋向于在高温(T>300℃)条件下自流体相沉淀。对东太平洋海隆13°N附近热液硫化物而言，硫化物样品中Cu含量、Cu/Pb及Mo/Pb值可以为形成硫化物的流体的温度变化提供指示性佐证；对应于形成硫化物的流体温度由高温至低温的演化，流体化学组成也相应地发生了演化，其中Sr、Ba、Au等微量元素按指数函数规律富集。对获取的硫化物样品进行了R型因子分析，旋转后获得的因子可以区分出形成硫化物的流体的温度和化学组成这两个因素的影响。 在热力学计算的基础上绘制了东太平洋海隆13°N附近热液Fe-S-H2O系统布拜图，据此阐明了实际情况下东太平洋海隆13°N附近热液流体由高温至低温的过程中，硫化物中优势矿物黄铁矿的稳定场的演化。在此基础上结合已有的动力学实验和硫同位素分馏的研究成果，揭示了沉淀硫化物的热液活动过程中形成优势矿物黄铁矿的可能的主要化学反应历程和形成硫化物的流体的温度变化对黄铁矿形成的热力学机制的影响。

东太平洋海隆13°N附近沉积物中的热液活动记录

本文以东太平洋海隆13ºN附近E53沉积物岩芯为研究对象，进行了矿物学、全岩化学分析及连续提取分析，探讨了沉积物中的热液活动记录及元素存在形式，并结合已有的测年数据，对研究区域的热液活动过程进行了初步讨论。 E53岩芯分为三层，上层为红褐色沉积层，中层为棕黄色沉积层，下层为灰绿色沉积层。沉积物岩芯的X射线衍射结果显示，E53岩芯上层非晶质的铁锰氧化物含量较高，中下段方解石含量较高。根据元素在岩芯全岩及各相态间的存在状况，将常量及微量元素分组讨论。Fe、Mn元素以铁锰氧化物相为最重要的赋存相，且与全岩样品一致，呈现随深度下降趋势。Al、Ti、Ba主要存在于残留相中；K、Na、Mg主要赋存相为碳酸盐相；Ca、Sr同样主要存在于碳酸盐相中。微量元素Mo、Co、V、Cu、Zn、Ni、Y和Pb元素主要存在于铁锰氧化物相，且含量均随深度增加而下降。Th、Sc、Li和Zr的主要存在于残留相中；Cd、U主要存在于碳酸盐相中。稀土元素存在形式有以下三个特点：1、主要存在于铁锰氧化物相中，并且呈现出随深度增加含量下降的趋势；2、次要存在形式为碳酸盐相，随深度增加含量上升并一度超过残留相中的含量；3、在有机结合相和残留相中含量很低，且变化幅度不大。 根据本文讨论结果，结合前人年代数据，认为E53岩芯中记录的为程度逐步加强且在近期保持稳定的热液活动。

镜像核~(13)N-~(13)C和~(15)N-~(15)O中的激发态晕或皮(英文)

用非线性相对论平均场对两对镜像核13N 13C和15N 15O进行了研究. 发现无论在基态还是激发态, 用两套参数所得的结合能都跟实验值很接近. 计算结果显示13N的第一激发态 (2s1 /2 )和第三激发态(1d5 /2 )各存在一个非束缚的质子晕, 而13C的第三激发态 (1d5 /2 )存在一个弱束缚的中子皮. 另外研究表明, 在另一对镜像核15N 15O的第二激发态 (2s1 /2 )和第一激发态 (2s1 /2 )分别存在一个中子晕和质子皮.

热带西太平洋次表层水和中层水分布特征及其年代变化

热带西太平洋是一个流系和水团分布十分复杂的海域。热带西太平洋是一个在别处形成的几种水团的交汇区。许多起源于中、高纬度海域的次表层和中层水团，由不同流系带入和带出这个海域。热带西太平洋水团分布及其变化，与各种时间尺度的大尺度海洋环流和全球水循环变化密切联系，所在位势密度层次越深，所关联的气候变化时间尺度越长。因此，研究该海域次表层水和中层水的分布、扩散及其变化特征，对大洋环流动力学和气候变化研究有重要意义。本文利用中国ARGO资料中心提供的ARGO延时处理资料和美国NODC提供的WOD01中的高分辨率CTD资料，运用盐度极值法确定水团的核心，通过水团核心位置的分布及变化反映热带西太平洋次表层水和中层水的分布及其起源和归宿问题，试图获得较以往更加准确的NPIW和AAIW以及NPTW和SPTW的向南及向北扩散的特征，以及ITF在不同层次上的水源。对新发现的西太平洋热带水（WPTW）和西太平洋热带中层水（WPTIW）的水团性质、分布特征，成因和起源进行了比较系统的分析。在此基础上，分析上述次表层水和中层水20世纪八九十年代以来的年代变化特征。主要结果如下：（1）SPTW在137°E以西跨越赤道后，仍在很大程度上保持原有盐度，向西北和东北方向发展。SPTW在131°E以东几乎没有越过5°N，但在131°E以西可局部影响到6°N，棉兰老冷涡和哈马黑拉暖涡的涡混合输运在这一局部过程中可能起主要作用。NPTW主要位于10°N－20°N之间，在NEC输送下从东向西一直延伸到菲律宾沿岸，分成向北和向南两个分支，南分支在130°E以西沿棉兰老沿岸向南扩散大约到2°N，部分向西进入苏拉威西海，部分与SPTW相遇后有向东扩散的趋势。（2）AAIW几乎齐头并进地向北扩散到12°N－13°N，在125°E附近向北可以到达13°N左右。NPIW的主体分布在10°N以北、122°E以东，呈东北向西南的扩散趋势，在132°E以西至棉兰老沿岸之间可以到达4°N附近。（3）在已知的NPTW与SPTW之间，发现一个以往从未被报道过的次表层水，称之为WPTW。WPTW存在于3°N－12°N之间，核心盐度低于34.8psu，位势密度约在23.7 －24.7 之间。WPTW源于东太平洋20-25°N附近，由NEC南翼携带向西到达西边界后，部分经MC向南，经NECC向东折回，被局限在NEC与NECC之间的狭长水域。（4）2°N－10°N之间、从170°W到西边界分布着一片盐度比较均匀、呈现垂向盐度极小值特征的中层水。该水体位势密度约为26.0 －26.6 、位于AAIW之上、NPIW以南，核心盐度与AAIW相仿、但高于NPIW，在以往研究中未给予重视。从流场配置来看，这个被本文称为WPTIW的水体恰好处在NEC-NECC-SEC之间的强剪切区，在其北侧的是NPIW与同样起源于东北太平洋的浅的盐度极小值（SSM）之间的混合水，在其南侧相应层次上则是AAIW与SPTW之间的过渡水，两者之间被剪切流充分混合，形成盐度相对均匀的WPTIW。因此，WPTIW是热带西太平洋局地混合和再循环的产物。（5）在20世纪八九十年代和2000年以后这两个时期，本文所关注的次表层水和中层水在热带西太平洋扩散和在西边界附近交织在一起的总体态势基本一致。两个时期相比较，SPTW向西扩散程度变化不大，向北扩散程度有所加大，由前一时期的5°N，进一步扩散到6°N－7°N。NPTW在西边界附近的向南扩散程度有所削弱，在2002－2005年间只向南扩散到4°N，并且被SPTW阻挡于128°E以西，而前一个时期则可向南扩散到2°N，并且在2°N－4°N之间转向东跨过130°E。AAIW在西边界附近向北扩散程度有所加大，在2002－2005年到13°N附近，而前一个时期只到达11°N。NPIW在西边界附近的向南扩散程度有所削弱。（6）ITF的次表层水源基本上可以确定主要来自北太平洋，中层水源既有北太平洋，也有南太平洋。其中北太平洋次表层水和中层水经苏拉威西海、望加锡海峡到达弗罗勒斯海，层次越深趋势越明显。南太平洋次表层水没有进入印度尼西亚海域，AAIW则明显是经哈马黑拉海峡和马鲁古海峡到班达海。在各层次上，南海次表层水和中层水通过苏禄海进入ITF的可能性不大。

热带西太平洋环流动力结构分析与模拟

热带西太平洋环流是副热带环流与热带环流关键分量，毗邻西太平洋暖池，对暖池的形成与变化有重要的作用。然而，目前为止，热带西太平洋环流还有许多问题，包括动力结构还不清楚。因此，论文针对热带西太平洋环流的研究不仅在太平洋环流动力学上有理论意义，而且对气候变化的研究和预测也具有理论和实用价值。 太平洋北赤道流分叉是大洋，特别是太平洋西部边界流海域的一个非常突出的环流现象，它是大洋中副热带大流环和热带流环的发源地，很大程度上决定着海盆尺度的大洋环流结构，在大洋环流动力学上具有非常重要的意义和地位；同时它决定着大洋西边界区质量、热量的经向输送，进而对气候变化产生重要影响，是气候系统中不可忽视的重要分量。因此，北赤道流分叉的研究，不仅具有在海洋动力学上科学意义，而且对气候变化和预测也有实践意义。 从30年代至今，关于北赤道流分叉的研究有两种，一是根据实际观测水文数据，二是由数值模拟结果得出结论。用观测数据做出的结果，相对比较接近实际，但资料的分辨率较差，会引起估算结果的偏差；数值模拟结果有较高的时空分辨率，但由于模式本身的某些缺点会导致结果偏离实际。目前为止，诸多有关北赤道流分叉的结果，如分叉纬度变化的结论很不一致。所以，如何找到一种高时空分辨率的数据或提出一个比较符合物理实际并得到实测数据验证的数值模式是研究北赤道流分叉的关键。 本文用1992年10月到2004年12月高时空分辨率的卫星高度计数据，通过计算迹线的方法，确定了北赤道流分叉的纬度。结果表明，年平均分叉纬度约在13.4°N. 关于北赤道流分叉的季节变化，6月份发生在最南端（12.9°N），12月份发生在最北端（14.1°N）。12年的平均结果显示，7月份的分叉纬度比6月份和8月份明显偏大，这是局地风应力旋度导致的结果。本文同时研究了北赤道流分叉的年际变化，结果表明在厄尔尼诺年，北赤道流分叉纬度北移，在拉尼娜年，分叉纬度南移。 在热带西太平洋地区，特别是西边界流区和印度尼西亚贯通流邻近海域，岛屿众多，地形非常复杂，历史水文数据和测流数据又极少，所以几乎无法用分析观测数据的方法求得这一海域海洋环流，特别是次表层环流结构的深刻了解。因此，本文利用一个既适用于开阔大洋又适宜于地形变化剧烈海域的混合坐标海洋模式HYCOM，模拟了热带西太平洋环流，特别是西边界流及其相关海流，如，新几内亚沿岸潜流、棉兰老潜流、赤道潜流和印度尼西亚贯通流的气候态及其月、季变化。模式结果再现了该海域主要流系及其季节变化，模拟得到的海面高度场与卫星高度计数据基本一致；模拟所得的诸多关键断面上的海流、温度和盐度结构与实地观测数据（Johnson et al., 2002）有良好的一致性，说明本文的HYCOM模拟结果是比较可信、可靠的，可以用来做西太平洋环流分析用。本文得到结果如下： （1）赤道潜流究竟起源于何处，是赤道环流动力学上一个重要问题。鉴于实测数据缺乏和赤道潜流起源邻近海域地形复杂，相关研究很少，仅有的几项研究结果认为赤道潜流起源于135－137°E。本文一系列经向跨赤道断面的纬向流速模拟结果表明，赤道潜流最西源于129－130°E之间；另外，事实上，从200米层水平环流的模拟结果来看，赤道潜流有4个源头，各季有所不同：(i) 新几内亚沿岸潜流在135°E附近汇入赤道潜流；与Tsuchiya et al.（1989）结论相同；(ii) 来自棉兰老海流，这与Lu and McCreary（1995），Gu and Philander（1997）结论相同；(iii) 南海水经民都洛海峡、苏禄海和苏拉威西海西部由哈马黑拉岛以北进入赤道潜流，特别是，在春、夏、秋季；(iv) 印度洋海水经班达海和马鲁古海沿苏拉威西东岸北上沿哈马黑拉岛以东汇入赤道潜流（特别是春季）。所以，赤道潜流就水源来说，它有来自南海、印度洋和棉兰老以东的海水，就其起源来说，还是应该算从129－130°E开始的。 （2）棉兰老潜流发现于80年代末，尽管棉兰老潜流的起源对这一海域环流动力学非常重要，但由于资料缺乏，其起源的研究甚少。本文的模拟结果表明棉兰老潜流似乎有一部分水来自棉兰老海流，这主要在300－500米层。但更重要的是，从马鲁古海西边界（苏拉威西岛以东）向北的一支流更是棉兰老潜流的重要水源，说明棉兰老潜流的水源有相当部分是来自南半球，在600，700米层，特别是800，900和1000米层，棉兰老海流流速急剧减小至几乎看不到，而棉兰老潜流非常突出，其水源主要来自南半球苏拉威西岛东部向北的流动。至于棉兰老潜流的去处，500，600米层的模拟结果显示，棉兰老潜流在12－13°N附近，一大部分向东流去，一小部分向南加入棉兰老海流。在700米层以下，棉兰老潜流则在12°N向东流去，这与Hu and Cui（1989, 1991）和Wang and Hu（1998）的结果一致。 （3）关于印度尼西亚贯通流。HYCOM模拟的印度尼西亚贯通流年平均状况指出：250米以浅，印度尼西亚贯通流由西太平洋主要经由望加锡海峡进入东印度洋；300米以深，印度尼西亚贯通流反向，由东印度洋经由弗罗勒斯海、班达海和马鲁古海的西部边界进入太平洋。由200米层环流可以看出，从民都洛海峡南下的南海水是进入望加锡海峡构成印度尼西亚贯通流的主要的来源，另一小部分来自棉兰老海流。 （4）关于黑潮南海分支。在本文的模拟结果中，一年四季都有明显的黑潮分支由吕宋北端向西北进入南海后，沿大约21°N附近向西南流动，宽约100－200公里，深达300－400米，最大流速一般可达20厘米/秒，最大在冬季，可达40厘米/秒，流量约为6.5Sv，冬季强，5、9月份偏弱。证明了仇德忠、杨天鸿、郭忠信（1984）和郭忠信、杨天鸿、仇德忠（1985）关于南海黑潮分支存在的论述，并在一定程度上定量的解释了其季节变化规律。

东、西太平洋深海沉积物细菌多样性研究

深海生物圈有着不同于陆地和浅海的典型特点，例如高压、低温、永久黑暗及寡营养，并且深海微生物具有特殊的代谢途径及庞大的生物量，这使得深海成为一个巨大的有待开发利用的生物资源宝库。 本文研究的样品分别取自东太平洋E272站位(12°36’39"N, 104°19’28"W)和西太平洋Ph05-5站位(16°04’93"N, 124º34’48"E)。E272站位距离东太平洋13°N海隆45km，水深3 191m；而Ph05-5站位地处西菲律宾海盆，在黑潮源区附近，位于西太平洋暖池区边缘，水深3 382m，并且Ph05-5岩芯一共包含了五个明显的火山灰层。 本文采用了末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和16S rRNA 基因文库分析的方法在小尺度上对东太平洋E272站位的沉积物样品进行细菌群落结构的研究。研究结果表明沉积物细菌群落结构在小尺度上存在明显的垂直变化。系统进化分析表明，该沉积物样品的细菌多样性较高，共包含9个主要的门类，包括变形菌门、绿弯菌门（绿色非硫细菌）、浮霉菌门、酸杆菌门、放线菌门（高G+C革兰氏阳性菌）、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、以及两个待定的门类OP8和TM6。其中变形菌门细菌是一类在海洋中非常常见的细菌，广泛分布于各个海洋环境，在我们的文库当中发现了变形菌门的三个纲，包括α-、-、-变形菌纲。本项研究充分表明该沉积物环境中具有较高的细菌多样性，在小尺度上细菌群落垂直分布明显，其结果也可从侧面反映深海沉积物近表层处的环境条件在小尺度上的垂直变化显著。 对西太平洋暖池区沉积物样品的细菌群落的研究也采用16S rRNA 基因文库分析的方法。系统进化分析表明该沉积物样品细菌的多样性相对较低，一共包含了六个不同的门类，包括变形菌门、浮霉菌门、放线菌门、厚壁菌门（低G+C革兰氏阳性菌）、绿弯菌门、酸杆菌门。在这个沉积物样品中也发现了变形菌门的三个纲包括α-、-和-变形菌纲。聚类分析和系统进化分析都表明表层的细菌群落同其它8层的细菌群落存在明显的差异，并且其它8层包括5个火山灰层和3个远洋粘土层的细菌群落结构差异不大，推测火山灰成分不仅对火山灰层的细菌群落产生影响，而且可能通过扩散对整个沉积物的微生物群落结构都产生影响。表层可能由于沉积时间较晚所以受影响相对较小或表层本身不同于较深层次的理化条件而使表层群落存在较大差异。 对东、西太平洋不同环境下的两个深海沉积物样品的细菌多样性进行比较，结合其它研究发现变形菌门细菌在不同深海环境中都普遍存在，是深海不同环境的广适类群。另外，两个环境中的细菌多样性存在很大差异，东太平洋沉积环境中的细菌多样性要远高于西太平洋沉积环境中的细菌多样性，推测其最可能的原因是西太平洋沉积物火山灰成分对细菌群落的影响，致使其细菌群落与东太平洋远洋粘土沉积物细菌群落产生很大差异；另外，不同洋区的环境差异也应该是造成细菌群落差异的一个重要方面。