为了解海洋微生物对多金属结核成矿金属元素的矿化机制，揭示西太平洋区域大洋铁锰结核的生物成矿特征和生物成因过程，进一步阐明微生物活动在大洋铁锰结核形成过程中发挥的作用，充实大洋铁锰结核的生物成矿理论。通过分析结核样品内部的微生物群落结构特征，并结合实验室模拟生物矿化实验，开展了铁锰结核微生物成矿过程的研究。

本研究通过基于16s rDNA的微生物多样性分析，研究了不同区域铁锰结核以及结核与沉积物之间微生物群落结构的差异，并分别选取芽孢八叠球菌（Paenisporosarcina）和亚硫酸杆菌（Sulfitobacter）对Fe和Mn的生物矿化过程开展了详细的实验室模拟实验。通过磺基水杨酸分光光度法和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES），分析生物矿化过程中金属元素浓度变化及其迁移过程；综合运用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）等多种方法，对细菌表面形态和生物成矿的矿物组成进行分析。

本研究主要获得了以下结果：（1）铁锰结核与其周围沉积物之间微生物群落结构的差异小于不同区域的结核之间的差异。而结核与其周围沉积物相比，有着更高的微生物丰度和多样性，并且两者中的微生物群落结构有明显差异。此结果暗示结核中存在某些独特的生物代谢活动，其中某些微生物可能与Fe、Mn等金属元素的地球化学循环有关；（2）以芽孢八叠球菌为代表的海洋微生物在中性有氧条件下，对Fe产生了明显的矿化作用，在微生物菌体表面生成了铁氧化物（或氢氧化物）矿物颗粒；（3）通过Mn氧化菌筛选实验挑选出的亚硫酸杆菌能在中性有氧环境中氧化Mn²⁺，并在细菌细胞之间生成直径为数微米的Mn氧化物矿物。

基于此研究，通过开展大洋铁锰结核与沉积物中微生物多样性分析，表明两者微生物群落结构有显著差异，结核中有更为强烈的微生物活动，并且与金属元素的循环过程密切相关。同时，实验室模拟实验的结果揭示了微生物矿化作用对Fe、Mn生物矿物形成的贡献，表明微生物活动对大洋铁锰结核形成有重要作用。