近日，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局教授級(jí)高級(jí)工程師鄧義楠團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)微生物介導(dǎo)的鐵生物地球化學(xué)循環(huán)可能在深海富稀土元素（REY）富集中扮演著重要角色，包括REY在海水的“預(yù)富集”和在沉積物孔隙水中的“再釋放”等過程。相關(guān)成果在線發(fā)表于《化學(xué)地質(zhì)學(xué)》（Chemical Geology）。
(a) 東南太平洋和 (b) 西北太平洋中由海洋鐵生物地球化學(xué)循環(huán)驅(qū)動(dòng)的深海稀土元素富集概念模型。P-OM：含磷有機(jī)物。研究團(tuán)隊(duì)供圖
深海REY不僅是重要的戰(zhàn)略金屬礦床，也是關(guān)鍵的古環(huán)境標(biāo)識(shí)，探究其富集機(jī)制對(duì)資源開發(fā)和地質(zhì)研究意義重大。大量研究顯示，海洋鐵循環(huán)在REY富集中扮演核心角色——鐵（氫）氧化物作為“吸附劑”捕獲并沉降REY至沉積物，隨后在特定機(jī)制（如，厭氧溶解或次生礦化）驅(qū)動(dòng)下使其在孔隙水再活化，最終穩(wěn)定富集于宿主礦物中（主要為磷灰石）。目前，大多數(shù)研究主要聚焦REY富集的無機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，對(duì)鐵（氫）氧化物分布的空間異質(zhì)性及相關(guān)微生物地球化學(xué)循環(huán)過程的作用仍知之甚少，嚴(yán)重阻礙了對(duì)深海REY富集機(jī)制的系統(tǒng)理解。
太平洋不同富REY沉積物的深海環(huán)境為彌補(bǔ)上述不足提供了理想的天然實(shí)驗(yàn)室。研究人員在國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，以富鐵的東南太平洋與貧鐵的西北太平洋海盆這兩個(gè)典型REY富集區(qū)的沉積物樣品為研究對(duì)象，采用地球化學(xué)、環(huán)境磁學(xué)、顯微技術(shù)和宏基因組分析相結(jié)合的多學(xué)科方法，對(duì)比研究了鐵-稀土耦合循環(huán)機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，東南太平洋REY的預(yù)富集以鐵（氫）氧化物的定量清除作用為主，而西北太平洋貧鐵區(qū)則以選擇性吸附為主。微生物鐵還原介導(dǎo)的次生礦化作用促進(jìn)了這兩個(gè)區(qū)域REY向孔隙水的再活化和最終富集。
論文第一作者、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局博士后王鵬聰表示，該研究有助于深化對(duì)海洋關(guān)鍵元素生物地球化學(xué)耦合循環(huán)機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步理解深海環(huán)境中“元素-礦物-生命”的協(xié)同演化提供了新視角。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2025.122951
本文鏈接：研究發(fā)現(xiàn)鐵生物地球化學(xué)循環(huán)在深海稀土富集中的關(guān)鍵作用http://www.sq15.cn/show-11-24248-0.html
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