新华社广州2月19日电 记者从中国地质调查局广州海洋地质调查局获悉，该局科研团队近期深海稀土元素循环与富集研究上取得进展：涉及的成果发表于国际期刊《地质学》，提出深海稀土海洋体系中存在“自上而下”与“自下而上”并行的双循环机制，并更指向海水—沉积物界面早期成岩过程的关键作用。业内人士认为，该认识有助于从形成机理层面提升对深海稀土资源潜力的判断精度，为后续调查评价与勘探部署提供科学支撑。 问题：深海稀土何以富集，关键环节长期存疑 稀土元素是支撑新能源、新材料与高端制造的重要基础资源。随着全球产业链对关键矿产需求上升，深海沉积物作为潜在的巨型稀土资源库受到广泛关注。然而，深海环境封闭性强、过程复杂，稀土在海水与沉积物之间如何迁移、保存与富集，直接影响资源成矿规律认识与可采潜力评估。长期以来，学界对稀土“被带到海底”的过程研究相对充分，但“到达海底之后发生了什么”仍存在关键空白：热液羽流中铁锰氧化物颗粒能够吸附并清除海水中的稀土，颗粒沉降后，稀土在沉积物中是否会再次迁移、以何种通量返回海水、以及在何处更容易被保存富集等问题，制约了对深海稀土资源远景的准确刻画。 原因：以往研究偏重“上行沉降”，忽视“界面再生”过程 研究团队介绍，过去较多研究聚焦稀土在水体中的分配与清除机制，即稀土随铁锰氧化物从海水向海底沉降的“自上而下”路径。这一路径可以解释稀土如何从表层海水逐步进入深层水体与沉积物，却难以解释沉积物早期成岩阶段的再释放与再分配。实际上，海水—沉积物界面是物质交换最活跃的薄层区域，氧化还原条件、孔隙水化学组成及矿物表面反应都会在短时间尺度内重塑元素形态与迁移方向。如果忽视界面过程，就难以回答深海稀土“被固定”还是“被再循环”的根本问题。 影响：提出“双循环”新图景，重估热液区与远洋沉积的角色 基于对东南太平洋受热液活动显著影响的深海盆地样品开展系统地球化学分析，研究团队提出：除“自上而下”的清除沉降外，深海稀土还存在“自下而上”的释放扩散——铁锰氧化物在海水—沉积物界面发生早期成岩反应时，可将其表面吸附或结合的稀土重新释放，并沿浓度梯度向上扩散进入上覆海水，从而形成“下向沉降—上向再生”并行的双循环模式。 这一认识带来两上重要影响。 其一，从源—汇角度重新理解深海沉积物为何可能成为稀土富集的重要场所。研究显示，相比浅海或大陆边缘沉积体系，深海远洋沉积物的稀土再生速率更低，更多稀土得以保留在沉积物中，这意味着深海环境不仅是稀土的“终端汇”，也是形成富集的重要空间条件之一。 其二，热液作用在稀土循环中的“放大器”效应更为清晰。研究指出，热液影响区沉积物通过孔隙水向海水的稀土输入总量明显高于非热液区。主要原因在于热液区沉积物富含热液成因铁锰氧化物颗粒，颗粒吸附的稀土在水岩界面更易发生释放，进而增强向海水的通量；而在埋深超过约2米的更深部沉积环境中，稀土释放作用明显减弱且呈零星分布，提示“界面薄层”而非“深部厚层”可能是控制稀土再循环强度的关键部位。 对策：以机理认识带动调查评价方法升级 业内人士认为，新机制的提出为深海稀土调查评价带来方法学启示：一是应将海水—沉积物界面作为观测与取样重点，统筹海水、孔隙水与关键载体矿物的联合分析，避免仅凭沉积物总量推断资源潜力；二是强化对热液活动影响范围与沉积物中铁锰氧化物分布的精细刻画，将其作为预测稀土富集与再循环强度的重要指示因子；三是在资源环境综合评价框架下，结合海底地形地貌、沉积速率与氧化还原条件等参数，构建更贴近过程的稀土通量模型，为后续调查区优选与工程化取样提供依据。 前景：为深海关键矿产研究提供新支点 当前，围绕深海关键矿产的形成机理、资源潜力与环境效应研究持续推进。此次成果从早期成岩作用切入，补齐了稀土从“被清除”到“再迁移、再分配”的关键链条，有助于完善全球海洋稀土生物地球化学循环图景。研究团队表示，下一步将结合更多海域与类型样区开展对比研究，进一步约束不同构造背景、不同沉积环境下稀土通量的时空变化规律，并为深海稀土资源科学评估与勘探提供更可检验、可推广的理论依据。
深海稀土循环机制的揭示，不仅推动了基础地球科学研究，也为认识深海稀土资源潜力提供了新的依据；研究表明，我国科研团队深海资源研究上取得了新的进展，可为后续调查评价与勘探工作提供支撑。随着对更多海域样区的持续研究，深海稀土资源的评估方法与可持续利用路径有望更加清晰，为资源安全与海洋科技能力提升提供参考。