稀土元素作为全球关键战略资源，其在深海沉积物中的分布规律一直是地球科学研究的重点。深海具有巨大的稀土资源潜力，但其形成机制仍需深入探索。近日，邓义楠团队在《地质学》在线发表论文，通过系统的地球化学分析，揭示了深海稀土循环与富集的新机制。 长期以来，学界对深海稀土循环的认识相对单一。传统研究表明，铁锰氧化物颗粒在热液羽流中会清除海水中的稀土，使其通过沉降过程进入底层沉积物。但这些稀土在沉积后如何通过早期成岩过程重新迁移与富集，其具体机制一直不明确，这严重影响了对深海稀土资源潜力的准确评估。 邓义楠团队对东南太平洋受热液活动影响的深海盆地进行了深入调查，系统采集并分析了海水、孔隙水及生物磷灰石等多种样品。研究发现，深海稀土循环并非单向过程，而是存在"自下而上"的释放机制。铁锰氧化物在海水与沉积物界面的早期成岩过程中会释放稀土元素，这些稀土随后向上扩散进入海水中，形成与传统认知相反的循环模式。 更研究表明，不同海域的稀土富集特征存在显著差异。浅海沉积物会释放大量稀土返回海水，而深海远洋沉积物中稀土的再生速率远低于大陆边缘，绝大部分稀土得以保留。此差异从新的角度解释了深海沉积物为何成为稀土富集的重要场所。 热液活动对深海稀土循环的影响尤为显著。研究发现，热液区深海远洋通过沉积物孔隙水向海水的稀土输入量明显高于非热液区。这是因为受热液影响的沉积物中存在大量热液铁锰氧化物颗粒，其表面吸附的稀土会在水岩界面释放进入海水。需要指出，当沉积物埋深超过两米时，稀土释放作用明显减弱，表明水岩界面的早期成岩作用是影响海洋稀土循环的关键因素。 这项研究深化了对全球海洋稀土循环过程的理解，为深海稀土资源的科学评估和勘探提供了新的理论视角。随着陆地稀土资源逐步枯竭，深海稀土资源日益受到国际关注。准确把握深海稀土的循环机制和富集规律，对于制定资源勘探战略、评估资源潜力具有重要指导意义。
这项突破深化了对海洋生物地球化学循环的认识，为深海资源潜力评估提供了更坚实的理论支撑；随着观测手段与模型体系的优化，"从界面看循环、从过程看富集"的研究路径有望继续揭示深海资源形成的关键环节，为我国深海科学调查与资源战略布局提供更有前瞻性的科学依据。