本研究工作使用世界上第一个基于深海ROV机器人的天然气水合物沉积区孔隙水激光拉曼光谱原位定量探测系统,完成了深海天然气水合物沉积区和深海冷泉区沉积物孔隙水中溶解的甲烷、硫化氢、硫酸根和pH的原位探测。本研究工作在国际上首次探明了深海沉积物中溶解的甲烷气体的真实浓度(比传统方法取样后经实验室分析得出的结果高近30倍),从而证明甲烷不仅存在于天然气水合物中,而且更广泛的大量赋存于深海沉积物中。该研究成果在2011年5月被Science杂志选做"Editor’s Choice"(Science,Volume 332,Number 6030,Issue of 6 May,2011)进行了评论,并被Nature(Nature,doi:10.1038/news.2011.263,Published online 2 May,2011)报道和评述,已成为最近国际海洋界关注的重要研究热点。本论文还通过分析深海沉积物孔隙水激光拉曼光谱曲线中未离解的H2S分子的H-S伸缩峰(2570cm-1)和HS离子的H-S伸缩峰(2592cm-1)比值研究了深海沉积物孔隙水的原位pH值,提出了一种新的深海沉积物孔隙水pH值原位探测新方法,为深海沉积物孔隙水pH探测提供了一种新的分析思路和手段。本论文作为一种创新性的海洋化学探测技术,对于海洋地质和海洋化学研究中关注的沉积物海洋地球化学、天然气水合物原位探测和深海热液、冷泉生态系统研究具有很好的应用前景。