南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）教授級高級工程師何高文團隊揭示了深海沉積物中磷酸鹽組分對稀土元素的超常富集機制，并證實稀土富集主要在海水—沉積物界面附近完成。相關(guān)研究近日發(fā)表于《地球化學與宇宙化學學報》。
　　稀土是高科技產(chǎn)業(yè)不可或缺的元素，是重要的戰(zhàn)略資源。隨著綠色能源和新興材料對稀土需求的不斷增加，迫切需要多樣化的稀土資源提供穩(wěn)定的供應。但深海稀土元素富集機制，特別是磷酸鹽組分對稀土元素的超常富集作用不明確，海水—沉積物界面的稀土元素遷移、富集機制過程不清楚等問題制約著富稀土沉積物的成礦模式的建立和找礦突破。
　　何高文團隊對采自西太平洋深海盆地超常稀土富集的沉積物柱狀樣開展化學淋濾實驗，并開展礦物學、元素和同位素分析，發(fā)現(xiàn)深海沉積物中稀土元素與磷、鈣含量以及生物磷灰石顆粒含量呈現(xiàn)良好的相關(guān)性，闡釋了磷酸鹽組分對稀土元素的控制作用。同時，定量揭示了沉積物中稀土元素與賦存物相的關(guān)系。
　　深海沉積物中磷酸鹽組分具有獨特的高稀土含量，被稱為“富稀土磷酸鹽”，比海洋磷塊巖以及陸上沉積型磷礦高1~2個數(shù)量級。研究團隊發(fā)現(xiàn)，深海沉積物稀土富集過程中，磷的堆積是基礎(chǔ)，富稀土磷酸鹽的形成是關(guān)鍵。海底底流對沉積物的侵蝕和分選造成富稀土生物磷灰石顆粒的聚集，易形成富稀土層。磷酸鹽組分、富稀土沉積物具有與海水相似的Ce負異常、Y正異常的獨特稀土模式。然而海水的稀土元素含量極低，生物顆粒的可逆吸附，造成海水稀土元素“自上而下”的遷移，并在海水—沉積物界面附近釋放和富集。