深海沉积物稀土富集机制研究的最新成果

近日，国际知名期刊《Minerals》（矿物）发表了广州海洋地质调查局深海矿产资源科技创新团队在深海沉积物稀土富集机制研究的最新成果。该研究团队发现了富稀土沉积物为新型稀土潜在资源——富稀土磷酸盐型。

据悉，富稀土沉积物先是在北太平洋中部和西南部地区被发现，后是在太平洋的其他地区以及印度洋和大西洋中被出现。目前，太平洋西部的深海沉积物是最有发展潜力的，其富集层的稀土元素和钇（REY）含量与南三岛一样多，为7974ppm。

深海沉积物中的磷酸盐组分比海洋磷块岩以及陆地磷矿的稀土含量高1~2个数量级，幷以生物磷灰石、自生磷灰石等的形式存在。沉积物的成分可分为三类：以CaO和P2O5为代表的是磷酸盐成分；以MnO和Fe2O3为代表的是氢氧化铁锰成分；以SiO2和Al2O3为代表的是铝硅酸盐成分。统计发现，沉积物中的P大部分是以富稀土磷酸盐形式存在，仅有2.8%的样品例外。

然而，磷酸盐成分的变化对于稀土含量的影响至关重要。研究团队对6088件样品开展多元线性回归分析，获得磷酸盐组分与稀土富集的定量结果：∑REY= 0.001×[Al2O3]-0.002×[MnO]+0.056×[P2O5]-32.0。随着P2O5含量的增加，磷酸盐对稀土富集的贡献越大。当P2O5含量超过1.5%，对稀土的贡献超过89.1%。

深海沉积物的REY富集机理可以理解为三个阶段：P富集，富REY磷酸盐的形成和富REY磷酸盐的再富集。而REY在深海沉积物中的富集首先取决于P的沉淀和富集。较低的沉降速率，既有利于每单位体积沉积物中磷酸盐组分的积累，又有利于底层海水对稀土元素的补给。

该研究成果已以“Mechanism and Influencing Factors of REY Enrichment in Deep-Sea Sediments”（深海沉积物的稀土富集机制及其影响因素）为题发表在期刊《Minerals》上。

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