近日，我所地質(zhì)室科研團隊在深海稀土富集機制研究領域取得突破性進展。團隊基于中印度洋富稀土區(qū)采集的兩根沉積巖心，聚焦于孔隙水溶解態(tài)稀土元素，結(jié)合上覆海水和沉積物中稀土的賦存相態(tài)信息，系統(tǒng)闡述了深海沉積物-海水界面的早期成巖作用對稀土元素遷移、轉(zhuǎn)化與富集過程的重要影響，為深入理解深海稀土成礦機制提供了新認識。

深海稀土是近十幾年來新發(fā)現(xiàn)的一種新型深海金屬礦產(chǎn)，賦存于4000–6000米深的深海盆地，富含中、重稀土，資源潛力巨大。前期研究表明，生物磷灰石與鐵錳微結(jié)核是其主要的稀土元素載體，而沉積物-海水界面的早期成巖作用對深海稀土的富集至關重要。該研究發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)淺層孔隙水中的溶解態(tài)稀土元素濃度極高（18–103 nmol/L），其配分模式呈現(xiàn)顯著的中稀土富集（圖1，圖2），這既反映了稀土元素在沉積物各組分間的競爭分配，也體現(xiàn)了孔隙水與沉積物中自生組分的緊密耦合。研究還發(fā)現(xiàn)，孔隙水中的溶解態(tài)稀土可能以膠體形式穩(wěn)定存在，在稀土成礦過程中扮演著不可或缺的動態(tài)儲庫與遷移介質(zhì)角色（圖3）。

該研究闡明了早期成巖過程對原始海水稀土信號的改造機制，以及稀土元素在孔隙水和沉積物之間的動態(tài)分配規(guī)律，揭示了孔隙水作為動態(tài)儲庫和遷移介質(zhì)在深海稀土富集成礦及海洋稀土循環(huán)中的關鍵作用，對理解深海稀土成礦機制和全球稀土循環(huán)具有重要理論意義。研究成果發(fā)表于國際權威地學期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》。我所地質(zhì)室沈芳宇博士為論文第一作者，李力研究員為通訊作者，石學法研究員為共同作者。研究得到了國家自然科學基金、我所基本科研業(yè)務費專項資金和山東省自然科學基金等項目的聯(lián)合資助。

該成果是石學法研究員帶領的“自然資源部深海稀土資源勘查創(chuàng)新團隊”共同努力的結(jié)果，也得益于我所高水平實驗平臺的支撐。我所自2007年開始建設痕量潔凈實驗室，建立了先進的海水分析測試平臺。依托該實驗平臺，我所在中國近岸、北極陸架、沖繩海槽、西南印度洋等區(qū)域的海水、孔隙水中痕量元素及其同位素研究領域取得了一批高水平成果，充分體現(xiàn)了我所在該領域的技術領先優(yōu)勢與研究能力。

相關成果鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.04.006

圖1 研究站位孔隙水稀土元素（∑REY）及Fe、Mn濃度的垂向分布

圖2 研究站位孔隙水PAAS標準化稀土元素配分模式圖

圖3 深海沉積物早期成巖過程中稀土元素在孔隙水和沉積物中的遷移、富集模式圖