海底热液系统及其周围生物群落的发现是二十多年来全球海洋地质、海洋生物研究上的重大科学突破和科学成就。海底热液系统的发现彻底地改变了对海洋矿产资源的认识。另外，黑烟囱周围极端环境下生存的热液生物群落，区别于陆地和浅海已知的生命活动生态体系，是研究生命起源的理想环境。为此，黑烟囱的研究无论对于海底成矿过程还是生命起源的探索均具有重大的科学意义。本文主要对采自冲绳海槽伊平屋海洼的海底黑烟囱样品以及在冀东高板河发现的中元古代古海底黑烟囱样品，采用高倍显微镜、扫描电镜、背散射、X射线衍射、电子探针和激光拉曼等手段进行深入研究。取得以下主要研究进展： 1、采用显微镜以及环境扫描电镜对冲绳海槽伊平屋海洼海底黑烟囱样品进行研究，发现了大量的微生物化石记录，主要有四种不同类型的丝状体； 2、高板河硫化物矿床中发育四种类型的硫铁矿叠层石，是海底黑烟囱周围微生物周期性生长形成的原生沉积结构； 3、采用显微镜和环境扫描电镜对冀东中元古代黑烟囱进行研究，首次发现了矿化微生物化石，主要有四种类型的黄铁矿化丝状体，完全可以与现代海底黑烟囱周围矿化微生物对比； 4、通过对这些矿化微生物矿化过程对比研究表明，它们主要经过了两个阶段的矿化： (1)、生物控制矿化阶段：微生物由于与热液频繁接触，使得金属离子可以进入细胞，一旦细胞死亡或者降解，在细胞膜上的金属离子可以作为核促进硫化物矿物结晶，丝状体核心发生硫化物矿化。随后这些矿化细菌和细胞外聚合体都被硅质包裹； (2)、生物诱导矿化阶段：细菌细胞从热液中带出和捕获矿物颗粒，金属离子粘结和沉淀在细胞表面以提高金属浓度。金属沉淀在细菌表面通常为含水无定形聚合体。它们可以随着时间的推移形成晶核，随后充当地球化学反应的固体颗粒，并且可以增加矿物沉淀的速度，矿物随后以丝状体为核心呈放射状生长。 经研究表明，现代与地史中的热液微生物矿化过程基本类似，早期以生物控制矿化为主，晚期以生物诱导矿化为主，形成的矿物与热液成分以及微生物种类有关。尽管现在的研究还没有完全确定细菌促进矿物形成的详细机理，但是细菌的生物成矿作用并非微不足道。这些微生物不仅依存于现代海底热液活动，同时在热液环境中微生物一方面通过新陈代谢作用，产生特殊的氧化还原条件，导致矿质的溶解、迁移和沉淀；另一方面可通过对自身的吸附(收)作用聚集成矿元素，为矿床提供部分矿源。微生物的活动，不论是直接吸附和矿物颗粒沉淀到细胞表面，还是它们代谢的产物，引起周围pH值和氧化还原条件的改变从而引起矿物的沉淀。细菌可以促进地球化学结晶作用，这在现代和古代的沉积环境都存在。并且，生物作用成矿具有品位较高的特点。