深海沉积物中的稀土矿产资源研究进展

朱建新

（辽宁省物测勘查院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

在高薪材料研发的整个过程中，最为主要的资源就是稀土矿产，而其中蕴含着的高新技术，具有很强的应用性价值，比如红外线光学工程，太阳能工程，这些都决定了稀土矿产资源在开发利用上的重要性。为此，在稀土矿产资源目前需求比较多，应用又较为广泛的基本情况下，需要充分了解深海稀土矿产资源的研究进展，为深海稀土矿产资源的有效性开发利用做好铺垫，也就是要打下坚实的基础[1]。

1 研究稀土矿产资源分布

沉积物，顾名思义就是一种沉积下来的物质。但并不是每种物质的出现都有用，有的属于无用的范畴，有的恰巧就是具有应用性价值。关于深海中的沉积物，其沉积出来一种有用，且价值具大的元素，那就是稀土，这里我们先来认识一下深海深积物。所谓深海的沉积物，本质上的理解就是在海洋沉积的主要作用下，在位于1000m 水深以下的地方，形成相应的沉积性物质，其中的成份比较复杂化。通过分析化学成分发现，深海沉积物中的化学元素主要有很多种，比如Si（硅）、Fe（铁）、Al（铝）、Ca（钙）等。人们通过不断的研究，对于深海沉积物有了较为深入性的认识，也发现了其中蕴含着的稀土矿产资源非常丰富。第一，统计分析太平洋深海沉积物当中稀土矿产资源，发现深海沉积物中稀土元素呈现出富集的一种状态。第二，不同的海洋区域，深海沉积物当中的稀土矿产资源，有着不同的含量，与大西洋相比，深海沉积物中的稀土矿产资源富集就很多。总体而言，唯有准确把握深海沉积物中的稀土资源分布，才能更好的探索稀土矿产资源，充分了解资源的不断变化，为稀土资源的有效性开发以及合理化的利用提供基础保障[2]。

2 研究稀土矿产资源的来源

任何事情的进展都有来龙去脉，有自己的一套形成过程。同样的道理，稀土矿产资源也不是凭空而来，自然也有一个源头，就是发源的地方。要想做好深海沉积物稀土资源的勘探与详细分析，必须要充分了解稀土矿产资源来自于哪里，也就是确定其主要的来源渠道。所以，关于稀土矿产资源的来源，成了研究深海沉积物中蕴含矿产资源的主要议题。当前，深海沉积物当中，稀土矿产资源，在来源上比较复杂化，基本上不是出自统一的地方。比如太平洋富稀地沉积物，主要是来自于热液的活动，进而产生Fe 氢氧化物。第一，分析时使用激光剥蚀等离子体质谱，在分析中发现，在磷灰石中存在着深海沉积物的稀土元素。第二，运用化学方法，详细分析脊钙质沉积物，结果发现西南印度洋里面，深海沉积物中含有稀土元素，该元素是生物源的一种，在很大程度上是受到陆源的影响。第三，在南大西洋当中，稀土元素分配形式基本上有相同之处，主要是富集轻稀土元素。对此，可以了解，在南大西洋中，深海沉积物中稀土资源，其主要来源就是海水里。

特征是分析事物的关键所在，也就是要了解本质上的相关性质。进行深海沉积物的稀土矿产资源研究的过程中，必须要对深积物的化学性特征加强了解，同时还要深入研究深海沉积物的沉积环境，为稀土元素的具体来源，其中形成的过程，找到可以支撑的理论性依据，从而促使能够准确，完整地研究出深海沉积物中稀土的矿产资源[3,4]。

3 研究稀土矿产资源的赋存载体

赋存一词由来已久，承载着相应存储的功能。关于稀土矿产资源的赋存，属于是一个载体，要充分加以掌握，因为对于深海沉积物的稀土矿产资源开发很有帮助。第一，进行稀土矿产资源赋存的整个过程中，通过分析深海沉积物中的化学性元素发现，在深海沉积物当中，主要是以铝硅酸盐矿物，还有粘土矿物为主，这两种元素本身很重要。换名话而言，就是在沉积物当中，有97%以上的矿物性元素，该元素就在铝硅酸盐里面。第二，通过磷酸盐矿物形式呈现，这主要是深海沉积物当中的磷元素。第三，依据稀土元素的整体含量，以及其他磁性的因素，可以知道，在深海沉积物里，稀土元素的含量和很多方面都有着关联性，比如，深海沉积物当中的磷酸盐，铁锰氧化物含量。

稀土元素不会随意在哪里落地生根，而是自身有着专门的赋存载体，通常而言，深海沉积物中的稀土元素，主要是赋存在远洋黏土，磷酸盐，以及铁锰氧化物当中。而在西太平洋当中，深海沉积物中的稀土元素，其中主要的载体其实不是黏土物质，这就说明西太平洋深海沉积物中稀土元素，只是存在于磷酸盐里面。

稀土元素，在工业领域，冶金领域都有着非常广泛性的应用，所以在我国也有着很不错的发展前景，受到相关行业的重视与认可。因为稀土元素同很多元素都有着直接性的关系，能够整合利用，比如稀土元素与 P2o5、Cao 就有直接的关联性。基于此，可以具体推测出，在深海沉积物中的稀土矿产资源，和磷酸盐有着直接性的关系，而磷酸盐就属于是稀土元素的重要性载体。

4 研究稀土矿产资源的富集

近年来，深海沉积物中的稀土矿产资源虽然始终在研究，没有停下实际研究的脚步。但是，仍然有不足，要想把握好深海沉积物中稀土矿产资源的有效开发利用，必须要在赋存机制上不断加强研究，充分了解稀土元素是如何形成的，找到背后的具体性原因。研究过程中发现，深海里面的磷灰石，同深海中的稀土元素有着非常相似的形式，这表明深海沉积中稀土元素，最为主要来源就是海水。有学者详细分析了深海沉积物中的稀土元素，发现其形成的原因是地质运动的变化，稀土元素离子同海水中的磷酸根产子进行了有效性的结合，从而在相互的作用下，形成了生物型的磷灰石，其中深海沉积物里的鱼骨当中也富含着稀土元素。但是，像这样的情况，不会从海水当中，直接进入到鱼骨，同时也意味着赋存的稀土元素在成矿时，基本上不会受到不良的影响。除此之外，在生物型磷灰石中，有稀土元素存在，其他的元素中含有稀土元素的可能性较小。所以，在实际做稀土矿产资源开发时，需要把让磷灰石发挥正向的作用，实现最终勘探与开发的具体目标。

前面我们提到过富稀土深海沉积物，目前的分析是没有充分了解到稀土元素的整体富集性机制。关于稀土金属软泥，其中稀土的富集同热液有关系。有研究表明，现代鱼骨中PEE 含量处于中等状态，基本上不超过固定化的数值。除此之外，太平洋中深海沉积物磷灰石，含有稀土元素，其中元素是在鱼骨的底部较为集中化，到了顶部不断减少，其中的稀土含量处于中间的位置。为此，必须要具体研究稀土元素在磷酸盐当中的富集，整个过程需要加大研究的力度。

5 研究稀土元素与沉积物关系

稀土元素沉积物只是一种元素，而是包括多金属沉积物，以及深海黏土等。在众多金属沉积物当中，基本上都分布在东太平洋的洋脊周围。而深海里面的黏土，基本上分布都是在北太平洋的中部，或者是西部的海域里，这是太平洋中最为主要的富稀土沉积物。通过详细的研究发现，关于深海沉积物中的稀土元素，整体上的含量，其实是被众多物质控制。再根据稀土深海黏土物质的有效性组成，可以把其划分成沸石黏土，还有远洋黏土。在太平洋部分海域，沉积物的类型也有所不同，具有双重元素的本质特征。由此可见，深海黏土最主要的沉积物类型其实就是富稀土。

6 研究稀土矿产资源开发利用

稀土矿产资源，在深海沉积物当中可以说是极为丰富化，但是，矿产资源的粒度又很细小，品质参差不齐，而且环境上又是多种多样，应该说是比较复杂化的类型，所以在具体的开发与利用方面，就显得难度特别的大。现在的具体阶段，深海沉积物中稀土资源，在开发利用方面的技术基本上很少，换言之，就是技术还没有达到成熟阶段，属于不够完善化的情况。从当前的实际情况来看，最为常用的资源开发利用方法，本质上就是直接的浸出，但该方法经济比较浪费，成本上很高，尤其是经济成本居高不下，还会影响到整体的海洋环境，产生很大的资源性耗费。基于此，必须要在稀土矿产资源开发的有效利用上，不断加强技术上的全面创新，整体提高深海沉积物中稀土资源的有效性开发与实际利用的良好水平

7 深海沉积物中稀土矿产资源研究的展望

近年来，在研究发展的过程中，深海沉积物中稀土矿产资源很受关注，在研究方面已经取得了阶段性的成果或者说是阶段性的进展与突破。但是关于稀土元素的整体富集机制，稀土元素的整体性影响，还需要加强研究。

每一种沉积物当中都会有稀土元素的存在，只不过有的含稀土量大，有的含稀土的量较小。纵观沉积物发现，在沸石黏土这样的沉积物当中，沉积的稀土元素其实比较高，虽然不是正向具有相关性的，但是比远洋黏土的稀土含量要高出很多。

海洋当中，微量元素循环的作用，最主要就是体现在颗粒的表面吸附性。因为自身结构上的优势，黏土矿物稀土元素，在吸附能力上较强，有着很强的吸附力，可以吸引到对应的元素物质。有研究表明，在海洋当中，稀土元素最初是被铁锰氧化物所吸附的，这就是吸附带来的关联性。与此同时，当物界表面，经过氧化以后，会释放出很多的稀土元素，再被沉积物里的磷灰石吸收。深海沉积物中最为主要的一种物质是黏土，目前并不清楚稀土元素在磷酸盐中的富集过程，所以必须要不断加以研究。

整体研究中，还需要重视深海深积物稀土矿床的成矿过程，这是主要的方向。深入研究并充分了解深海稀土沉积物的全部过程，为未来实施找矿工作打下坚实的基础。而针对海洋矿床而言，主要影响的因素就是海水，还有海水中水道的开合，最低含氧量等。基于此，必须要从多个方面，多个角度积极进行研究，不断了解海洋沉积物稀土矿床的形成原因，为最终的开发与利用提供可靠性的依据。

8 结语

作为高新技术的战略性元素，稀土元素在人们的滥挖过程中，实际储量有所下降，寻找新的稀土元素资源成了当下最为重要的一项工作。自提出深海稀土资源以来，这种新型稀土资源受到了极大的重视。众多发达的国家，在深入研究深海中的稀土资源以后，开始准备做好后续的开发与利用工作。与此同时，在一些较为发达的国家，有科学研究的机构和矿业的企业，已经在共同去挖掘深海中的稀土资源了。我国在深海沉积物稀土资源的具体调查当中，很大程度上看到了稀土资源发展的良好前景。在实际的行动上，我国也制定了深海稀土资源的规章制度，同时也规范了相关的技术，有操作的具体标准，所以要不断勘察稀土资源的情况，加强后续的研究与整体开发的工作。

综上所述，作为应用最为广泛性的一种资源，稀土矿产资源在实际的开发与利用上，以及全面提高国家综合能力方面都有着重要性的作用。实际研究过程中发现，丰富的稀土资源多数来自于深海沉积物当中，这也是稀土资源储量不断提高，提升需求量的主要途径。为此，还需要深入研究深海沉积物当中的有效稀土资源，并且要加大研究的力度，为稀土矿产资源的有效性开发，有效性利用提供可行可靠的帮助，同时整体提高稀土资源开发的利用率，最后还要综合提高环境保护的能力。