广州海洋局在热液影响区深海稀土元素循环研究取得新进展

　　近日，广州海洋局邓义楠团队在国际地学权威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》在线发表论文成果，对比了太平洋热液影响区与非热液区深海钕（Nd）的来源、迁移与富集机制，并定量评估了热液来源Nd的贡献比例。

　　稀土是支撑现代科技和绿色能源发展的关键金属，而深海远洋沉积物是海洋中重要的潜在稀土资源储库。近年来，稳定Nd同位素为理解低温表生过程中稀土迁移和循环提供了新视角，但Nd同位素体系的耦合示踪潜力以及热液活动对深海稀土循环的影响机制尚不明确。

　　东南太平洋受东太平洋海隆热液活动显著影响，而西太平洋为非热液区，研究团队以该两处海域的深海沉积物柱状样为研究对象，开展了放射成因（εNd）和稳定Nd同位素（δ^146/144Nd）联合分析。团队发现，所有单个沉积柱剖面上的δ^146/144Nd值保持均一，不随矿物相转变而发生显著变化。且质量平衡计算表明，铁锰氧化物释放至底层水的Nd对沉积物整体δ^146/144Nd偏移的影响极小，表明在氧化远洋环境下，深海沉积物δ^146/144Nd能有效代表自生矿物的原始同位素特征。

　　团队还发现，非热液区沉积物的δ^146/144Nd均值显著低于热液影响区，反映了两种不同沉积环境下Nd富集机制的差异。定量计算结果显示，热液影响区中热液流体直接贡献的Nd占沉积物自生Nd总量的比例不足6%，表明Nd循环主要由热液铁锰氧化物颗粒对海水来源Nd的清除作用所控制。

　　团队提出，εNd主要作为物源示踪剂可反映水团来源和混合信息，而δ^146/144Nd作为过程示踪剂可敏感记录矿物沉淀和吸附反应引起的动力学同位素分馏，将两者联合应用可实现对古海洋水团混合和热液输运过程的双重示踪。

　　该研究为准确利用Nd同位素指标反演古海洋环流和热液活动提供了新的理论依据和重要约束，对深化理解深海Nd循环及古海洋环境重建具有重要意义。

　　论文第一作者为广州海洋局张岗岚高级工程师和中科院广州地化所白江昊副研究员，通讯作者为广州海洋局邓义楠教授级高级工程师。该研究由国家自然科学基金、中科院广州地化所“涂光炽优秀青年学者计划”、广东省基础与应用基础研究项目、广州海洋地质调查局局长基金等联合资助。

　　文章信息：Zhang, G., Bai, J., Zhao, M., Wu, H., Ma, J., Guo, Q., and Deng, Y.*, 2026, Radiogenic and stable Nd isotopic signatures in pelagic sediments: implications for tracing Nd cycling in hydrothermal-influenced pelagic environments: Geochimica et Cosmochimica Acta, https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.06.021.