科學(xué)家發(fā)現(xiàn)深海稀土循環(huán)與富集新機(jī)制揭示“自下而上”模式

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2026-02-19 23:06:37 金融界

中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局鄧義楠團(tuán)隊(duì)在國際期刊《地質(zhì)學(xué)》上發(fā)表論文，首次揭示深海稀土元素存在“自下而上”的循環(huán)模式，為理解深海稀土資源的形成規(guī)律提供了新的科學(xué)視角。

稀土被視為全球關(guān)鍵戰(zhàn)略資源，深海沉積物是潛在的巨大稀土資源儲庫。長期以來，學(xué)界認(rèn)為深海稀土循環(huán)主要通過“自上而下”的方式——鐵錳氧化物顆粒在沉降過程中吸附并清除海水中的稀土元素，使其從表層海水逐步沉積至深海底部。然而，這些稀土被“搬運(yùn)”到海底之后是否還會發(fā)生二次遷移，此前這一環(huán)節(jié)的通量與機(jī)制尚不明確，這制約了對深海稀土資源潛力的準(zhǔn)確評估。

鄧義楠團(tuán)隊(duì)以東南太平洋受熱液活動顯著影響的深海盆地為研究區(qū)域，對海水、孔隙水及生物磷灰石進(jìn)行了系統(tǒng)的地球化學(xué)分析。結(jié)果表明，鐵錳氧化物在海水與沉積物交界面的早期成巖過程中會將此前吸附的稀土重新釋放，并向上擴(kuò)散回海水中，形成一條“自下而上”的循環(huán)通道。

在“自上而下”清除與“自下而上”釋放構(gòu)成的雙循環(huán)體系中，淺海沉積物會將大量稀土“歸還”給海水，而深海遠(yuǎn)洋區(qū)域的稀土再生速率遠(yuǎn)低于大陸邊緣，絕大部分稀土得以留存于沉積物中。這解釋了深海沉積物為何能成為稀土富集的重要場所。

研究還發(fā)現(xiàn)，熱液區(qū)沉積物通過孔隙水向海水輸送的稀土總量顯著高于非熱液區(qū)。這主要是因?yàn)闊嵋撼练e物中含有大量鐵錳氧化物顆粒，其表面吸附的稀土?xí)谒畮r界面集中釋放；而當(dāng)沉積物埋深超過2米后，這種釋放作用變得微弱且零星。這一發(fā)現(xiàn)表明，水巖界面的早期成巖作用是左右海洋稀土循環(huán)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

該研究深化了對全球海洋稀土循環(huán)過程的認(rèn)識，也為科學(xué)評估和勘探深海稀土資源提供了新的理論依據(jù)。

(責(zé)任編輯：0764)

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