近日，廣州海洋地質調查局教授級高級工程師鄧義楠團隊研究發現微生物介導的鐵生物地球化學循環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“預富集”和在沉積物孔隙水中的“再釋放”等過程。相關成果在線發表于《化學地質學》（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循環驅動的深海稀土元素富集概念模型。P-OM：含磷有機物。研究團隊供圖
深海REY不僅是重要的戰略金屬礦床，也是關鍵的古環境標識，探究其富集機制對資源開發和地質研究意義重大。大量研究顯示，海洋鐵循環在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，隨后在特定機制（如，厭氧溶解或次生礦化）驅動下使其在孔隙水再活化，最終穩定富集于宿主礦物中（主要為磷灰石）。目前，大多數研究主要聚焦REY富集的無機驅動機制，對鐵（氫）氧化物分布的空間異質性及相關微生物地球化學循環過程的作用仍知之甚少，嚴重阻礙了對深海REY富集機制的系統理解。
太平洋不同富REY沉積物的深海環境為彌補上述不足提供了理想的天然實驗室。研究人員在國家自然科學基金等項目的資助下，以富鐵的東南太平洋與貧鐵的西北太平洋海盆這兩個典型REY富集區的沉積物樣品為研究對象，采用地球化學、環境磁學、顯微技術和宏基因組分析相結合的多學科方法，對比研究了鐵-稀土耦合循環機制。
研究發現，東南太平洋REY的預富集以鐵（氫）氧化物的定量清除作用為主，而西北太平洋貧鐵區則以選擇性吸附為主。微生物鐵還原介導的次生礦化作用促進了這兩個區域REY向孔隙水的再活化和最終富集。
論文第一作者、廣州海洋地質調查局博士后王鵬聰表示，該研究有助于深化對海洋關鍵元素生物地球化學耦合循環機制的認識，為進一步理解深海環境中“元素-礦物-生命”的協同演化提供了新視角。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2025.122951