中印度洋洋盆深海沉积泥的稀土元素载体和来源

摘要

深海沉积泥中蕴含了大量的稀土元素，是继大洋结核和结壳之后最具有稀土潜在资源的深海地质体。本次研究对大洋30航次从中印度洋洋盆收集的一根1.4m的沉积岩芯（编号GC02）进行了矿物学、化学成分及电子探针微区分析，对岩芯GC02上的5个小样进行了X衍射物相分析，发现沉积泥的组成矿物主要为石英、钙十字沸石以及蒙脱石等粘土矿物。此外，显微镜下可以观察到鱼骨碎屑和锰微结核。电子探针分析显示鱼骨碎屑的变化范围为1.298-1.469，平均值为1.36，与氟磷灰石1.31的CaO/P2O5值非常接近。尽管同样具有明显的Ce负异常，微弱的Y正异常，但全岩的PAAS稀土配分模式为中稀土富集型，与底层海水的稀土模式并不一致，而与海底孔隙水比较相似。发现δCe总体随深度增加而变小，似乎指示沉积环境也随深度增加而更富氧；然而U/Th值、Mo含量以及V/(V+Ni)值等指标显示截然相反的结果。Ce含量本身在深度上基本没有变化，因此，认为Ce异常在这里并不能指示氧化还原条件的变化，而δCe的减小是在成岩进程中La和Pr含量随深度增加的结果。所以，鱼骨碎屑和锰微结核中的稀土元素（除了Ce）的直接来源主要不是海水，而是孔隙水。