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深海科学与工程研究所
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深海极端环境模拟研究实验室

  1977年美国科学家在东太平洋洋中脊海底发现热液喷口(黑烟囱、白烟囱)及周边的黑暗生物圈以来,与深海极端环境相关的地质、地球化学、生物等学科相关的科学问题引起了科学家们的极大兴趣,该领域也成为持续的研究热点。其中就涉及了地球系统进化和演化、全球气候和环境变化、海洋生物技术开发利用等。而特别引人关注的问题还包括深海热液及黑暗生物圈的发现,因为它也许能印证生命最早很可能源自一个热的小池子(达尔文,1871)”的论断,成为探索地球生命起源的重要研究途径,也成为火星或其他类地行星可能存在(或曾经存在)生命系统的类比研究对象。  

  对于深海极端环境的研究大体有三种思路:1)利用载人深潜器、水下机器人及各种监测设备对海底极端环境进行原位观察及探测;2)采集样品(包括各种岩石矿物、海水、热液、沉积物及极端环境生物及微生物等)进行实验室研究;3)实验室模拟深海环境,与原位研究相互印证。而所谓极端环境,主要是指海底的高压、低温(热液喷口是高温)的环境条件,在此发生大量活跃的地质、地球化学现象,及黑暗生物链的发育演化。  

  鉴于深海极端环境模拟研究的科学价值和工程意义,中国科学院三亚深海科学与工程研究所(筹)于2013年成立了深海极端环境模拟研究实验室,由著名实验地球化学家周义明研究员领导创建。目前已有的技术包括两种可视模拟实验装置:一种是利用金刚石材料制备的可视反应器,可在2.5GPa压力及 -196 950 oC温度条件下工作;另一种是熔融石英管,可提供100 MPa压力及 -196600 oC温度的模拟环境条件。透明的反应器可以在不同的温度压力条件下直接利用显微镜进行可视观察,也可利用同步辐射X-射线衍射及拉曼光谱等设备对样品进行原位分析。在现有的技术基础上,实验室将首先建设与深海科学相关的热液实验平台,组建相应的研究团队,促进国内及国际合作。待可视观测及原位拉曼光谱实验平台建设完成,不仅能模拟深海极端环境,也能用于深部岩浆室、矿物包裹体的模拟研究。而且,在较大的温度及压力范围内,我们还将模拟深海及其周边的生物和地质过程,除了原位观测及成分分析,也将关注各体系的反应动力学。  

  实验室以科学研究和工程技术互为支撑,总体目标是设计和研制深海极端环境模拟平台控制系统,探索深海关键科学问题。研究内容还将包括流动体系、温度控制、压力控制、生物培养与化学成矿反应模拟装置等,以深海极端环境模拟平台设计研制、深海冷泉区、热液区及深海关键过程模拟为主要研究方向。 

    

  研究团队: 

    周义明,博士,研究员,博士生导师,深海极端环境模拟研究实验室主任;

         梅升华,博士研究员,博士生导师

      磊,博士,副研究员; 

   张海燕,硕士,研究助理/实验室主管;  

       颖,硕士,研究助理;

         李胜虎,博士,博士后。 

    

  学科带头人介绍: 

  周义明,博士,中国科学院三亚深海科学与工程研究所一级研究员,博士生导师,深海极端环境模拟研究实验室主任(http://www.sidsse.cas.cn/rcjy/zgjgwry/201506/t20150619_4377383.html 

   

  办公电话:0898-88384757 

      真:0898-88384757 

  电子邮箱:imchou@sidsse.ac.cn 

    

  教育经历:  

  1974 博士(地球化学)美国约翰霍普金斯大学地球与行星科学系;  

  1968 学士(地质学)国立台湾大学地质科学系;  

    

  研究方向:  

  (1) 矿物及气体水合物 (包括天然气水合物) 在不同的温度、压力、共存流体组分、及氧逸度下的稳定性及物理化学性质;  

  (2) 地质流体的物理化学性质;  

  (3) 矿物及地质流体的热力学数据的取得、评鉴、及应用。  

    

  工作经历:  

  1970-1971     美国约翰霍普金斯大学助教  

  1971-1972     美国约翰霍普金斯大学矿物学助教  

  1972-1974     美国约翰霍普金斯大学研究助教  

  1974-1976     美国约翰霍普金斯大学博士后  

  1976-1978     美国国家研究委员会, 驻太空总署约翰逊太空中心博士后  

  1978-1979     美国洛奇电子公司首要科学家  

  1979-2013.3   美国内政部地质调查局研究地质学家  

  1996-2002     美国卡耐基学院, 地球物理研究所访问学者  

  2013.3-至今   美国内政部地质调查局荣誉退职及访问研究地质学家;  

  中国科学院,三亚深海科学与工程研究所,一级研究员兼深海极端环境模拟实验室主任  

    

  荣誉、获奖情况:  

  1990 获美国内政部地质调查局Gilbert 奖学金  

  1993 获德国汉诺瓦大学研究资助; 日本东京大学外国人研究资助  

  1994; 2008-至今 中国地质科学院矿产资源研究所客座教授  

  1992-1994; 1993-1995 获美国自然科学基金 (与康奈尔大学William Bassett教授共同获得 

  1998-2000获美国自然科学基金 (与维吉尼亚理工大学Robert Bodnar教授共同获得 

  1996 获美国内政部地质调查局技术成熟基金  

  1977 获加拿大圣法兰西思(St. Francis Xavier) 大学詹姆思(W.J. James)科学讲座教授  

  2001中国中山大学客座教授  

  2002中国科学院广州地球化学研究所客座教授  

  2006中国地质大学(武汉)客座教授  

  2002, 2007, 2009, 2010, 2011, 2012获美国内政部地质调查局特别感谢达到成果” (STAR) 奖励金  

  2012-2017 中国教育部重点计划基金华南地质演化与矿产资源”(与南京大学蒋少涌、倪培教授共同获得 

  2013 中国科学院贵阳地球化学研究所客座教授  

  2013-2016  获中国科学院三亚深海所知识创新工程领域前沿项目"Establishment of a lab and research team at SIDSSE" 

  2014-2019  获中国科学院战略性先导科技专项(B类)海斗深渊前沿科技问题研究与攻关项目深渊环境模拟实验系统 

  2014-至今 中国石油大学客座教授 

    

  学术或社会职务:  

  2011- 至今   美国地质学会会员及会士(Fellow2013-至今)国际部第二副主席(2014 

  1978- 至今   美国矿物学会会员及会士(Fellow;1999-至今) 

  1974 - 2001   美国科学研究协会会员 

  1979 - 1987   华盛顿地质学会会员 

  1997- 至今   美国地球物理联合会会员 

  1988- 至今   美国地球化学学会会员 

  1983-2001    美国机械工程学会水蒸气性质研究委员会委员 

  1998-2001    海外华人环境工程师和科学家协会会员及主任(2000-2001 

  1970- 至今   北美华人地球科学家协会会员及主席 (1998-1999) 

       1998- 至今   海外华人地球科学与技术协会会员及主席

  学术活动:  

  1)为下列期刊担任审稿人:  

  American Mineralogist, The Canadian Mineralogist, Proceedings of National Academy of Sciences, American Journal of Science, Geochimica et Cosmochimica Acta, Chemical Geology, Journal of Chemical and Engineering Data, Contributions to Mineralogy and Petrology, Economic Geology, Geochemical Journal (Japan), Journal of Physical Chemistry, Journal of Chemical Physics, Earth and Planetary Science Letters, Physics of the Earth and Planetary Interiors, Journal of Inclusion Phenomena, Journal of Asian Earth Sciences, The Journal of Supercritical Fluids, Journal of Geophysical Research, Energy & Fuels, Acta Geologica Sinica, and Chemical Reviews.  

  2) 美国内政部地质调查局教中国语文 (1984–1991)  

  3) 为下列科研单位或组织评审科研计划:  

    ** Oklahoma EPSCoR cluster proposal in advance of submission to NSF (October 4, 1990)  

   ** NSF Proposals (1983以来大约每两年一次 

   ** Petroleum Research Fund Proposals (1994, 2001以来大约每两年一次 

   ** Univ. of California Energy Institute (2002)  

   ** NASA (2005)  

   ** NSERC, Canada (2008)  

   ** ETH Individual Investigator’s Research Award, Switzerland (2008)  

   ** Stanford Synchrotron (SSRL) Beamtime Proposal (2008)  

    ** Chinese Academy of Sciences, “Hadal Science and Technology Program (HADSTEP)” (2013) 

  4) 在美国内政部地质调查局实验室,指导来访学者20余人次;  

  5)指导9名博士生;  

  6)其他科学团体任职、科学考察(略);  

  7)长期参与和组织国际学术交流活动,应邀访问及专题报告近100次。  

    

  代表性论文(已公开发表国际刊物论文130余篇,主要发表于以下杂志):  

  Science, Proceedings of National Academy of Sciences, Journal of Chemical Physics, Chemical Physics Letters, Journal of Physical Chemistry, Geochemistry: Exploration, Environment Analysis, American Mineralogist, The Geochemical Society Special Publication, Geochimica et Cosmochimica Acta, Journal of Synchrotron Radiation, Chemical Geology, Zeitschriftfür Kristallographie, Acta Petrologica Sinica, Applied Spectroscopy, Marine Chemistry, Journal of Geophysical Research, International Geology Review, Reviews of Scientific Instruments, Green Chemistry, Acta Geologica Sinica, Geoscience Frontiers, Journal of Asian Earth Sciences, Economic Geology, Contributions to Mineralogy and Petrology, American Journal of Science, Journal of Chemical and Engineering Data, Uranium, Nuclear Technology, Acta Crystallographica, Ore Geology Reviews, Journal of Metamorphic Geology, Pure and Applied Geophysics, Journal of Raman Spectroscopy, Geofluids, Astrobiology, and Journal of Chemical Education.      

  论文发表情况见附件1Please send an email to imchou@sidsse.ac.cn for pdf copy request 

 

  学科带头人介绍: 

  梅升华,博士,中国科学院三亚深海科学与工程研究所二级研究员,博士生导师。 

        

        电子邮箱:mei@sidsse.ac.cn 

 

  教育经历:   

  1999  博士(材料科学)美国明尼苏达大学   

  1986  硕士(矿物物理)中国科学院地球物理所;   

  1983  学士(地球物理)中国科学技术大学。  

 

  研究方向: 

  (1)高温高压下矿物和岩石的流变学规律(旨在探索海底岩石圈动力学过程及其一系列前沿科学问题); 

  (2)极端环境下岩石或可燃冰的物理学性质(旨在研究深海能源开发中涉及到的一系列工程技术问题)。 

 

  工作经历:   

  1986 – 1991   中国科学院地球物理所助理研究员; 

  1991 – 1992   美国明尼苏达大学地质和地球物理系助理研究员; 

  1993 – 1999   美国明尼苏达大学化工材料系助理研究员; 

  1999 – 2001   美国明尼苏达大学地质和地球物理系博士后研究员; 

  2002 – 2004   美国劳伦斯利物摩国家实验室博士后研究员; 

  2005 – 2015   美国明尼苏达大学地球科学系高级研究员; 

    2015 – 现在  科院三亚深海科学与工程研究所二级研究员;美国明尼苏达大学地球科学系客座教授;中国科学院广州地球化学所客座研究员。)

 

  学术或社会职务: 

  1987- 1990   中国岩石力学与学会高温高压岩石力学专业委员会委员兼秘书; 

  1987- 1990   中国岩石力学与工程学会副秘书长; 

  2007 – 2010  美国地球材料物理性质通讯编辑; 

  2007 – 2010  美国地球材料物理性质专业委员会委员; 

  2002 – 2005  美国陶瓷学会会员; 

  1996 – 至今  美国地球物理学会会员。 

 

  学术活动:   

  1. 主持(或合作主持)的科研项目: 

 12003 – 2006   Rheology of Earth’s Interior: Experimental Investigation to Pressures of 15 GPa using the Deformation-DIA(美国能源部项目)   

 22006 – 2009   Experimental constraints on low-temperature plasticity of olivine at high pressures(美国能源部项目) 

 32007 – 2010   CSEDI: Collaborative Research: Grand Challenge for Experimental Study of Plastic Deformation Under Deep Mantle (美国国家自然科学基金项目) 

 42009 – 2013   Rheological Properties of Olivine: Roles of Melt, Water and Pressure(美国能源部项目)    

 52010 – 2015   Experimental study of the flow behavior of garnet at high pressure(美国国家自然科学基金项目) 

 62013 – 2016   Experimental Investigation of Flow-Induced Fabrics in minerals(美国能源部项目)   

       2. 评审工作:担任美国自然科学基金会基金评审专家和一些国内外期刊(如Journal of Geophysical Research, Geophysical Research Letters, Journal of Earth SciencesTechtonophysicsHigh Pressure Research, Science in China, Acta Petrologica Sinica 等)审稿人。

       3. 学术交流:参与众多国际学术交流活动;受邀访问讲座及会议专题报告。 

    4.  学术指导:指导博士生 2 Lili Xu, Guinan Zhang);博士后 2 (Ayako Suzuki, Janelle Homburg );和访问学者若干。 

        论文发表: 

  见附件2Please send an email to mei@sidsse.ac.cn for pdf copy request 

 

        学科组成员介绍:

       

  蒋磊:博士,20137月入职,副研究员,硕士生导师。 

  教育经历: 

  2007年博士毕业于中国科学院广州地球化学研究所,地球化学专业,主要从事生物地球化学及实验地球化学研究,已发表SCI论文11篇,目前主持研究项目5项。 

  电子邮箱:jl@sidsse.ac.cn 

 

      

  张海燕:硕士,20139月入职,研究实习员。 

  教育经历: 

  2013年硕士毕业于浙江大学,海洋学院,海洋地质专业,主要从事海底热液伴生气体与流体的测试、分析工作。 

  目前主要从事实验室建设与管理、协助参与实验地球化学等研究工作 

  电子邮箱:hyzhang@sidsse.ac.cn 

 

       

  陈颖:硕士,20148月入职,研究实习员。 

  教育经历: 

  2014年硕士毕业于中国地质大学(武汉),环境学院,地下水科学与工程专业,主要从事CO2地质封存研究。 

  目前主要从事地质流体热动力学实验、激光谱学及地学应用、实验地球化学研究工作。 

  电子邮箱:cy2014@sidsse.ac.cn 

 

        

  李胜虎:博士,20157月入职,博士后。 

  教育经历:          

  2015年博士毕业于中国地质大学(北京),地球科学与资源学院,地球化学专业,主要从事成矿流体的研究。 

  目前主要从事高温高压实验地球化学的研究工作。 

  电子邮箱:lishenghu@sidsse.ac.cn 

    

    

    

 

 

 

     

      

      

   

    

      

  

 

  

 

  

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