台湾东部绿岛热液区烃类气体的成因研究

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基本信息

  • 批准号：
    41806051
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    陈雪刚
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    D0603.海洋地质学与地球物理学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The occurrence and formation mechanism of abiogenic hydrocarbons within Earth’s interior is a research focus in gas geochemistry. The hydrothermal abiogenic hydrocarbons mainly occur in ultramafic-hosted hydrothermal systems. The Lutao andesite -hosted hydrothermal system in Eastern Taiwan discharges methane with heavy δ13C values, which may be originated from abiogenic pathways. Therefore, in-depth study is needed to distinguish the origin of Lutao hydrocarbons and to unveil their evolution during hydrothermal processes. In this project, we will choose the short-chain hydrocarbons (C1-C5) from Lutao hydrothermal system as a research object and analyze the chemical components, stable carbon and hydrogen isotopic compositions, helium isotopic characteristics, and 14C contents of the related samples. We will investigate the variations of hydrocarbons during hydrothermal circulation and study the factors that controlled these variations. We will distinguish the origin of Lutao hydrocarbons and discuss the relationships between the andesite host rock and the formation and evolution of hydrocarbons. The scientific question is: (1) the effects of secondary processes such as oxidation and CO2-CH4 conversion on the geochemical characteristics of hydrothermal hydrocarbons, and (2) can abiogenic hydrocarbons be produced in andesite-hosted hydrothermal systems and the related formation mechanism. This project will help better understanding the geochemical behavior of gaseous hydrocarbons discharge from hydrothermal systems, and will also complement the occurrence of hydrocarbons in hydrothermal systems with different geological backgrounds.
地球内部的无机成因烃类气体及其形成机制是气体地球化学研究的热点问题。热液无机成因烃类气体主要发现于超镁铁质岩系热液系统中。台湾东部绿岛以安山岩为基岩的热泉中甲烷具有较重的δ13C值，可能来自于无机成因作用，亟需深入研究以揭示绿岛烃类气体的演化过程和成因类型。本项目拟选取绿岛热液短链烷烃烃类气体（C1-C5）为主要研究对象，开展烃类气体的组分特征、稳定碳氢同位素组成、He同位素示踪和14C定年研究，分析在热液活动过程中绿岛烃类气体的变化规律，确定烃类气体的成因类型，并揭示安山岩基岩与绿岛热液烃类气体的形成与演化之间的关系。拟解决的关键问题是1）氧化作用、CO2-CH4转化等次生作用对热液烃类气体地球化学特征的影响；2）以安山岩为基岩的热液系统是否能够生成无机成因烃类气体及其形成机制。本项目研究对认识热液系统中烃类气体的地球化学行为、完善不同地质背景下热液烃类气体的成因机制具有重要意义。

结项摘要

俯冲带热液体系中烃类气体的来源与形成机制对认识俯冲带物质循环、探讨热液循环过程中含碳气体的地球化学行为具有重要意义。本课题以台湾东部绿岛热液体系为研究对象，开展了气体组分关系研究、稳定同位素和团簇同位素分析、微生物培养实验和热液流体地球化学等研究。本项目1）深入剖析了绿岛热液循环体系，在全球范围内首次报道了绿岛热液同时受到台风和潮汐的影响；2）通过静置实验，揭示了微生物氧化作用对绿岛热液烃类气体稳定碳氢同位素特征的影响，表明热解成因或微生物成因的烃类气体通过细菌有氧氧化作用可能呈现类似无机成因烃类气体的地球化学特征；3）绿岛气体的组分关系特征、稳定碳氢同位素和甲烷团簇同位素特征均表明绿岛热液烃类气体主要为无机成因，结合绿岛的幔源氦同位素特征，绿岛烃类气体主要来源于绿岛基岩中的富CO2-H2O的流体包裹体。本研究表明无机成因烃类气体可能广泛存在于火山-热液体系中，而非传统上认为局限于超镁铁质岩或蛇纹岩化的热液体系中。此外，本项目还发现绿岛热液流体具有全球最高的Ca富集程度，Ca富集与循环碳酸盐有关，这为俯冲带的碳循环研究提供了重要的数据和理论支撑。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
High-Ca vent fluids discharged from the Lutao arc volcanic hydrothermal system are associated with albitization and recycling of marine carbonate
芦涛岛弧火山热液系统排出的高Ca喷口流体与海相碳酸盐的钠长石化和再循环有关
  • DOI：
    10.1016/j.chemgeo.2021.120583
  • 发表时间：
    2021-10
  • 期刊：
    Chemical Geology
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Chen Xue-Gang;Yu Ming-Zhen;Qiu Zhongyan;Loh Pei-Sun;Chen Chen-Tung Arthur;Garbe-Schönberg Dieter;Schmidt Mark;Wang Xiaoyuan;Ye Ying
  • 通讯作者：
    Ye Ying
Carbon and hydrogen isotope fractionation during aerobic oxidation of short-chain alkanes in experimental incubations of vent fluids
喷口流体实验孵化中短链烷烃有氧氧化过程中的碳和氢同位素分馏
  • DOI：
    10.1016/j.orggeochem.2021.104269
  • 发表时间：
    2021-08
  • 期刊：
    Organic Geochemistry
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Chen Xue-Gang;Schmidt Mark;Chen Chun-Lei;Duan Wei;Jin Aimin;Chen Chen-Tung Arthur;Ye Ying
  • 通讯作者：
    Ye Ying
A tidal-influenced hydrothermal system temporarily cooled by a tropical storm
受潮汐影响的热液系统因热带风暴而暂时冷却
  • DOI：
    10.1016/j.jvolgeores.2020.106792
  • 发表时间：
    2020-03
  • 期刊：
    Journal of Volcanology and Geothermal Research
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Chen Xue-Gang;Yu Ming-Zhen;Loh Pei Sun;Garbe-Schoenberg Dieter;Qiu Zhongyan;Schmidt Mark;Zhang Hai-Yan;Chen Chen-Tung Arthur;Zheng Hao;Ye Ying
  • 通讯作者：
    Ye Ying

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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