邓义楠团队发现深海稀土元素循环与富集新机制

中国地质调查局广州海洋地质调查局邓义楠团队最近在国际期刊《地质学》发表了论文。这次科研成果展示了深海稀土元素循环与富集的新机制,这对理解深海稀土资源的形成规律有很大帮助。新华社广州2月19日电,记者周颖报道。 稀土是全球关键战略资源。深海沉积物被认为是巨大的稀土资源储备库,这也让深海稀土元素循环与富集机制成为全球海洋生物地球化学研究的重点。此次研究主要关注太平洋东南部深海盆地中的海水、孔隙水和生物磷灰石的地球化学分析。 邓义楠团队发现了深海稀土元素还存在着“自下而上”的循环模式。热液影响区是深海稀土富集和循环的关键枢纽,热液羽流中的铁锰氧化物颗粒对海水中的稀土元素有清除作用。不过,这次研究也揭示了一个之前未被广泛关注的现象:被清除到沉积层中的稀土元素,在早期成岩过程中会重新释放出来并扩散到海水中。这个过程其实是一个反向的循环模式。 以往的研究大多关注铁锰氧化物在沉降过程中清除水中的稀土元素这个“自上而下”的阶段。这次发现把这个过程反过来理解了一遍:铁锰氧化物在早期成岩过程中会释放稀土并进入到海水中。这个“自下而上”的循环模式给我们提供了全新的视角去看待海洋稀土循环过程。 另外一个重要发现是浅海海底沉积物会释放大量稀土返回海水中,而深海远洋沉积物中稀土再生速率却非常低,绝大部分都保留在沉积物中。这种情况从另一个侧面证明了深海沉积物是重要的稀土富集场所。 邓义楠还介绍了一个现象:热液区深海远洋通过孔隙水向海水输入的稀土总量明显高于非热液区。这是因为受热力影响显著的深海沉积物存在大量铁锰氧化物颗粒,这些颗粒表面吸附了大量稀土并在水岩界面发生释放进入到海水中。 研究发现,当沉积物埋深超过2米时,稀土释放作用就会变得微弱且零星。这说明早期成岩作用对海洋稀土循环起着关键性的控制作用。这个新机制给我们提供了更准确地评估和勘探深海稀土资源潜力提供了新的理论依据。 综上所述,这次研究揭示了深海热液区早期成岩作用对海洋稀土循环与富集的控制作用,深化了我们对全球海洋稀土循环过程的理解。同时也为科学评估和勘探深海稀土资源提供了全新视角和理论基础。