新華社記者2月19日從中國地質調查局廣州海洋地質調查局獲悉，該局鄧義楠團隊日前在國際期刊《地質學》在線發表論文成果，揭示深海稀土元素循環與富集新機制，對深化理解深海稀土資源的形成規律具有科學意義。
稀土是全球關鍵戰略資源。深海沉積物是潛在的巨型稀土資源儲庫，其稀土元素循環與富集機制是全球海洋生物地球化學循環研究的核心前沿。論文第一作者、廣州海洋地質調查局教授級高級工程師鄧義楠介紹，熱液影響區是深海稀土的富集區和稀土循環的關鍵樞紐，熱液羽流中鐵錳氧化物顆粒對海水中稀土具有清除作用。然而，這些被清除的稀土在沉積後如何通過早期成巖過程重新遷移與富集，其通量及機制尚不清楚，制約了對深海稀土資源潛力的準確評估。
以往，學界對深海稀土的循環模式研究主要集中在“自上而下”階段，也即鐵錳氧化物在沉降過程中能清除水中的稀土，讓稀土從表層海水循環沉積到底層海水及沉積物中。鄧義楠團隊對來自東南太平洋、受熱液活動顯著影響的深海盆地的海水、孔隙水及生物磷灰石進行系統的地球化學分析後發現，深海稀土元素還存在“自下而上”的循環模式，也即鐵錳氧化物在海水-沉積物界面的早期成巖過程中會釋放稀土，並向上擴散進入海水中。
研究發現，在海洋稀土元素“自上而下”清除和“自下而上”釋放的雙循環模式中，淺海海底沉積物會釋放大量稀土元素返回海水中，而深海遠洋沉積物中稀土再生速率遠低於大陸邊緣，絕大部分稀土得以保留於沉積物中，從稀土源頭的新視角闡明瞭深海沉積物是稀土富集重要場所。
研究進一步發現，熱液區深海遠洋通過沉積物孔隙水向海水的稀土輸入總量顯著高於非熱液區，主要是由於受熱液影響的深海沉積物存在大量熱液鐵錳氧化物顆粒，其表面吸附的稀土會在水巖界面發生釋放進入海水中，而沉積物埋深超過2米以下的深部環境，稀土釋放作用則微弱且零星。這一發現表明，水巖界面的早期成岩作用是影響海洋稀土循環的關鍵。
鄧義楠介紹，該研究揭示了早期成岩作用對深海熱液區稀土循環與富集的關鍵控制作用，深化了對全球海洋稀土循環過程的理解，也爲科學評估和勘探深海稀土資源提供了新的理論視角和科學依據。
（新華社）
