2月19日，從中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局獲悉，該局鄧義楠團(tuán)隊(duì)日前在國際期刊《地質(zhì)學(xué)》在線發(fā)表論文成果，揭示深海稀土元素循環(huán)與富集新機(jī)制，對深化理解深海稀土資源的形成規(guī)律具有科學(xué)意義。

稀土是全球關(guān)鍵戰(zhàn)略資源。深海沉積物是潛在的巨型稀土資源儲(chǔ)庫，其稀土元素循環(huán)與富集機(jī)制是全球海洋生物地球化學(xué)循環(huán)研究的核心前沿。論文第一作者、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局教授級高級工程師鄧義楠介紹，熱液影響區(qū)是深海稀土的富集區(qū)和稀土循環(huán)的關(guān)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后如何通過早期成巖過程重新遷移與富集，其通量及機(jī)制尚不清楚，制約了對深海稀土資源潛力的準(zhǔn)確評估。

以往，學(xué)界對深海稀土的循環(huán)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(huán)沉積到底層海水及沉積物中。鄧義楠團(tuán)隊(duì)對來自東南太平洋(4.120, -0.05, -1.20%)、受熱液活動(dòng)顯著影響的深海盆地的海水、孔隙水及生物磷灰石進(jìn)行系統(tǒng)的地球化學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，深海稀土元素還存在“自下而上”的循環(huán)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(huì)釋放稀土，并向上擴(kuò)散進(jìn)入海水中。

研究發(fā)現(xiàn)，在海洋稀土元素“自上而下”清除和“自下而上”釋放的雙循環(huán)模式中，淺海海底沉積物會(huì)釋放大量稀土元素返回海水中，而深海遠(yuǎn)洋沉積物中稀土再生速率遠(yuǎn)低于大陸邊緣，絕大部分稀土得以保留于沉積物中，從稀土源頭的新視角闡明了深海沉積物是稀土富集重要場所。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，熱液區(qū)深海遠(yuǎn)洋通過沉積物孔隙水向海水的稀土輸入總量顯著高于非熱液區(qū)，主要是由于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?xí)谒畮r界面發(fā)生釋放進(jìn)入海水中，而沉積物埋深超過2米以下的深部環(huán)境，稀土釋放作用則微弱且零星。這一發(fā)現(xiàn)表明，水巖界面的早期成巖作用是影響海洋稀土循環(huán)的關(guān)鍵。

鄧義楠介紹，該研究揭示了早期成巖作用對深海熱液區(qū)稀土循環(huán)與富集的關(guān)鍵控制作用，深化了對全球海洋稀土循環(huán)過程的理解，也為科學(xué)評估和勘探深海稀土資源提供了新的理論視角和科學(xué)依據(jù)。

• 信息來源:新華社。

  轉(zhuǎn)載請注明信息來源及海洋知圈編排。