海底稀土分布及其控制因素研究进展.pdf

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1、第32卷第2期2014年4月海洋科学进展ADVANCESINMARINESCIENCEV01．32NO．2April，2014海底稀土分布及其控制因素研究进展王双1’2，王永红1’弘，刘修锦1’2(1．中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛266100；2．中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室，山东青岛266100)摘要：稀土是不可再生的重要自然资源，在高科技、冶金、石油、农业等领域广泛应用，因此对稀土的研究具有重要的应用价值和战略意义。本研究概述了国内外海洋环境中稀土元素研究进展，总结了稀士元素在海底沉积物、多

2、金属结核(结壳)、热液硫化物以及海水中的来源、分布及控制因素，发现在多金属结核(结壳)及南太平洋东部、北太平洋中部和日本南乌岛以南地区的深海泥中稀土元素比较富集，有一定开采价值；深海沉积物中的稀土元素主要受沉积物类型和海底火山活动影响，而陆缘海主要受粒度和物源影响，多金属结核(结壳)则主要受构造背景和氧化还原环境影响；对当前稀土研究中可能存在的问题进行了探讨，提出在稀土元素研究中应灵活应用新的研究手段。关键词：海底稀土；海底沉积物；结核(结壳)；热液硫化物中图分类号：P736文献标识码：A文章编号：1671-6647(20

3、14)02—0288—131海底稀土研究的重要性和必要性稀土是不可再生的重要自然资源，其在地壳中的含量并不稀少，稀土在地壳中的丰度为200×10，高于金、铂、钨、钼、钴、铅、锌等元素的丰度[1]，现在已发现约250种稀土矿物，其中10种有开采价值，如氟碳铈矿、独居石矿等。稀土元素在经济社会中已应用于冶金、机械、石油等传统产业领域，例如向钢液中喷吹稀土氧化物(CeO：)粉剂，可以提高钢的强度和韧性[23；在铝导线中加入适量的La可显著提高导电性能口3；La和Sm可以加速石油的催化裂化，提高汽油产出率；对作物施用稀土后可提高产

4、量，增强抗灾能力。稀土功能材料也在航天和国防尖端技术中获得了广泛应用。随着各国对稀土的渴望日益增加，陆地稀土资源已经满足不了人类需求。目前全球可开采的稀土矿主要集中在中国、美国、俄罗斯、澳大利亚等几个国家。但美国、澳大利亚等国已经停止了国内稀土开采，而从中国购买以备未来之需，日本也把从中国购买的可用20a的稀土资源贮存在海底。中国稀土产业占有世界资源储量、产量、销售量和用量的4个第一。如中国2009年稀土储量为360×104t，占世界36％；产量为12×104t，占世界97％。目前中国以23％的稀土资源承担世界90％以上市

5、场供应。2012年，我国稀土出口量达9276t，主要出口国家为日本、法国和美国。但经过长时间的超强度开采，稀土保有储量及保障年限不断下降，因此海洋稀土的开发日益引起重视。2011年，日本加藤泰浩发现，太平洋中部包括夏威夷岛在内的约880×104km2海域及东南部塔西提岛附近约240×104km2海域淤泥中，有高浓度稀土，其可开采量约是陆地的1000倍。海底稀土带给人们的前景，促使人们重视对海底稀土的认识，而其分布是基本内容HJ。国内外海底稀土研究现状海底稀土主要分布于海底沉积物、多金属结核(结壳)、热液硫化物以及海水当中，

6、其中多金属结核(结收稿日期：2013-04—19资助项目：国家自然科学基金面上项目——中国东部陆架泥质区菌生磁铁矿的形成及环境控制因素研究(41176039)；山东省自然科学基金重点项目——黄河水沙变化及其河口地貌和沉积环境效应(ZR201DZ001)作者简介：王双(1989)，女，山东青岛人，硕士研究生，主要从事海洋沉积学方面研究．Email：wan9471908571@163．com*通讯作者，E—mail：yonghongw@OUC．edu．cn(张骞编辑)2期王双，等：海底稀土分布及其控制因素研究进展289壳)及某

7、些区域海底沉积物中，稀土元素含量较高。2．1海底沉积物中的稀土元素2．1．1来源海底沉积物中稀土元素来源主要为：陆源风化物质输人和海底火山作用[5]。前者包括陆源风成沉积和河流搬运作用，后者包括火山岩海底风化、热液活动产物和火山灰沉降[6。9]。陆缘海沉积物稀土元素来源主要依靠陆源风化物质输入，而深海沉积物中稀土元素来源则主要为海底火山作用。2．1．2分布从河口到洋中脊沉积物中都有稀土元素的分布。墨西哥太平洋沿岸Marabasco河河口∑REE值变化范围为(86．9±26．8～95．5±50．3)X10～，稀土富集系数为0

8、．43±0．14～o．48±0．25，∑LREE／∑HREE值较低，有Eu轻微负异常并缺少Ce异常n叼；在太平洋，富含稀土元素的深海泥主要分布于南太平洋东部(90。～150。W，o～20。S)和夏威夷岛的东侧和西侧(130。W～170。E，3。～20。N)。南太平洋东部∑REE值变化范围为(1000～2