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第31 卷 第 6期
Vol. 31 No. 6 中 国 稀 土 学 报
JOUＲNAL OF THE CHINESE SOCIETY OF ＲAＲE EAＲTHS
2013 年12 月
Dec. 2013
收稿日期：2013 － 05 － 30；修订日期：2013 － 09 －06
基金项目：浙江大学海洋学科交叉研究引导基金项目 （2012HY006A ） ； 国家自然科学基金 （40706057） ； 大洋专项基金 （DY125-14-Ｒ-
01） ； 973 项目 （2012CB417305）资助
作者简介：张霄宇 （1972 － ） ，女，博士，副教授；研究方向：地球化学
*通讯联系人（E － mail：zhang_xiaoyu@ zju． edu． cn）
DOI：10． 11785 / S1000 － 4343． 20130614
西太平洋海山区深海软泥中稀土元素富集的地球化学特征
张霄宇1* ，邓 涵1，张富元2，章伟艳2，杜 泳1，江彬彬1
（1． 浙江大学地球科学系，浙江 杭州 310027；2． 国家海洋局第二海洋研究所海底科学重点实验室，浙江
杭州 310012）
摘要：对西太平洋海山区和东太平洋 CC 区18 个站位 40 个沉积物样品进行了元素测定，以探讨西太平洋海山区含沸石深海粘土中稀土元素
富集的地球化学特征和可能的富集机制。
西太平洋海山区沉积物类型复杂，含沸石型深海粘土中富含各类微量元素，尤其以稀土元素富集程
度最大，接近或高于中国南方离子吸附型稀土矿床，含沸石型深海粘土主要分布在马绍尔和莱恩群岛，∑ＲEE 最高达1018． 84 μg·g－ 1 ，其中
∑LＲEE 为781． 00 μg·g－ 1 ，∑HＲEE 为237． 84 μg·g－1 。
平缓的北美页岩归一化模式、
显著的δCe 负异常、
以及轻中重稀土分馏特征表明热液
铁锰水合物以及早期成岩的含磷矿物混入是造成含沸石深海粘土中稀土元素富集的可能机制。
含沸石型深海沉积物中 ＲEE 的具体富集机制
还需要做进一步的研究。
关键词：西太平洋海山区；含沸石深海粘土；富集特征；稀土
中图分类号：P736． 21 文献标识码：A文章编号：1000 － 4343 （2013）06 － 0729 － 09
与20 世纪 80 年代以来持续的结壳［1 ～ 3］、
热液
硫化物的研究热点［4 ～ 6］形成鲜明对比的是，大洋广
泛分布的海底软泥中可能赋存的金属矿产资源一
直以来没有受到足够的重视。2011 年日本对太平
洋78 个柱样沉积物在深度上以 1米间隔取样，共
检测了 2037 个沉积物样品的元素组成，认为在南
太平洋东部和北太平洋中部的软泥中富含有大量
稀土元素和金属钇，在含量最高的一个站位周围 1
km2范围内储存的稀土元素资源可提供世界稀土
元素1 /5 的需求量，认为热液铁锰水合物和沸石可
能是稀土元素的主要赋存矿物相［7］。
由此，深海沉
积物作为稀土元素重要赋存地质体引起了全世界
的关注。
实际上，早在20 世纪 70 年代，Piper［8］就指出
太平洋含沸石的深海沉积物中富含了 5倍于北美
页岩的 ＲEE，并且长期以来，钙十字沸石被认为是
深海沉积物中主要的 ＲEE 赋存体之一。
但是钙十
字沸石与高 ＲEE 含量之间的确切关系至今没有得
到很 好 地 解 释。Bernat［9］研究表明，沸石本身
LＲEE 的含量不到 NASC 的1 /3。Dubinin［10］在深入
研究了沸石结晶中 ＲEE 的富集过程后认为，沸石
本身并不能吸附 ＲEE，对太平洋两个站位沉积物
中＞ 50 μm的沸石中 ＲEE 含量的检测结果也仅为
NASC 的2 ～ 3 倍。
由此可见，目前关于含沸石深海沉积物中稀
土元素的地球化学特征研究较少，其富集机制也
尚不完全清楚。
但是作为火山碎屑海解作用的产
物，沸石是深海沉积物一个主要矿物成分，其含量
甚至可以达到 50% ［11］，因此，沸石对沉积物中元
素组成显然有着重要影响［8］。
本文以西太平洋海
山区含沸石深海粘土为主要研究对象，在进行了
常量元素、
稀土元素和微量元素测试分析的基础
上，（ 1）分析西太平洋海山区不同类型沉积物中稀
土元素和其他微量元素富集程度； （ 2）含沸石深海
730 中 国 稀 土 学 报 31 卷
粘土中稀土元素赋存的地球化学特征； （ 3）初步探
讨含沸石深海粘土中稀土元素的可能富集机制，
从而为我国在太平洋海山区沉积物金属矿产资源
的研究提供基础数据。
这对勘查除了结壳（核）和
热液硫化物等海洋资源以外的潜在的金属元素赋
存体无疑具有重要的意义，对未来我国稀土资源
储备在全球分布格局中的战略地位有着深刻的
影响。
1采样及方法
本次研究在西太平洋麦哲伦海山区、
马绍尔
群岛、
莱恩群岛以及东太平洋 CC 区共布设了 18
个站位，进行表层沉积物样品的采集，对部分站位
在垂直剖面上分别以10 cm 间隔采集4个样品，共
获得 40 个样品，采集后的样品立刻装入干净的聚
乙烯袋内，封口保存在 4 ℃ 的冰库中，检测时在常
温下解冻备用。
研究区域位置分布示意见图1。
涂片鉴定由国家海洋局第二海洋研究所完成，
国家地质测试中心进行了沉积物中常量元素、
微
量元素和稀土元素的测定。
1．1涂片鉴定
沉积物涂片样品采用涂刮法制作，先用洁净
不锈钢针取少许沉积物放于载玻片上，加几滴蒸
馏水，轻轻涂刮样品，使之均匀分布于载玻片上，
然后放入烘箱烘干。
将加拿大树胶滴在烘干的样
品上，盖上盖玻片，在室温下自然干燥，制成固定
片，在双目镜下对各涂片进行粒度（砂、
粉砂、
粘
土）、
生物和非生物组分、
以及沸石和铁锰微结核
等具有特殊成因意义物质的半定量鉴定分析［12］。
1．2稀土元素检测
沉积物样品在洁净实验室中风干至半干后，
放在蒸发皿中于105 ℃ 的烘箱中烘 2 h 后用研钵研
细。
样品采用氧化钠熔融，稀土元素形成氢氧化物
沉淀，加三乙醇胺掩蔽铁、
铝，加EDTA 络合钙、
钡，过滤。
稀土元素氢氧化物沉淀溶于 2 mol·L－ 1
盐酸，经强酸性阳离子交换树脂分离富集后，再用
5 mol·L－ 1 盐酸洗提，蒸发定容后采用 ICP-MS （X-
series）测定稀土元素含量。
常量元素和其他微量元素的检测方法及测量
精密度见表1。
图1太平洋研究区域示意图
Fig． 1 Schematic diagram of research area in the Pacific
6期 张霄宇等 西太平洋海山区深海软泥中稀土元素富集的地球化学特征 731
表1测试项目清单
Table 1 List of measurements
Testing contents Testing methods Testing standards Testing precision（ＲSD% ）
Types of sediments Smear identification DZ/ T0223-2001 Qualitative analysis
CO2Carbonate measurement GB9835-1988 ＜ 0． 70%
Na2O，MgO，Al2O3，SiO2，P2O5，K2O，CaO，TiO2，MnO，Fe2O3X-ray fluorescence spectrometer（2100）GB / T14506．28-1993 ＜0． 55%
Sc，Co，Ni，Cu，Zn，Ｒb，Sr，Zr，Nb，Sn，Ba，Hf，Ta Plasma mass spectrometry（X-series）DZ/ T 0223-2001 ＜5%
La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Y Plasma mass spectrometry（X-series）＜ 5%
本次研究在计算稀土元素含量及特征值时所
采用的计算公式如下：
ΣLＲEE = La + Ce + Pr + Nd + Sm + Eu
ΣHＲEE = Gd + Tb + Dy + Ho + Er + Tm + Yb + Lu
ΣＲEE = La + Ce + Pr + Nd + Sm + Eu + Gd + Tb + Dy
+ Ho + Er + Tm + Yb + Lu
LＲEE / HＲEE = ΣLＲEE / ΣHＲEE
δCe = CeN
Ce*=CeN
（LaN+ PrN
2）；δEu = EuN
Eu*=EuN
（SmN+ GdN
2）
2数据和结果
涂片鉴定结果表明，西太平洋海山区和东太
平洋 CC 区沉积物性质差别较大，西太平洋海山区
沉积物类型复杂，受水深、
物质来源等不同因素影
响，麦哲伦海山区钙质软泥分布较广，水深较深区
域沉积物主要为含硅质粘土和粘土；马绍尔群岛
和莱恩海山的几个站位均发现分布有含沸石粘土，
东太平洋沉积物类型简单，以硅质粘土为主。
不同类型沉积物中稀土元素和其他微量元素含
量差异很大，含沸石型深海粘土以富含金属元素为特
点，而钙质软泥以贫金属元素为特点，见图2。
对研究区域不同类型沉积物中各个元素以地
壳中的丰度为参照［13］，进行元素的富集程度对比，
结果表明： （ 1）含沸石深海粘土中常量元素 P2O5，
MnO，TFe2O3，微量元素 Sc，Co，Ni，Cu，Zn，Ｒb，
ＲEE 和Y均为富集，Zr，Nb，Sn，Hf，Ta 则表现为
明显亏损； （ 2）钙质软泥中，常量元素除了 CaO 高
度富集，其他都表现为严重亏损。
微量元素 Sr 高
度富集，Cu 和Ba 略有富集，Sc，Co，Ni，Zn，Ｒb
表现为亏损，Zr，Nb，Sn，Hf，Ta，轻稀土元素 Ce
严重亏损。（3）东太平洋沉积物以硅质沉积为主，
元素富集特点和西太平洋海山区粘土质沉积物基本
图2太平洋不同类型沉积物中元素富集系数
Fig． 2 Enrichment coefficients of elements from different types of sediments in Pacific
732 中 国 稀 土 学 报 31 卷
一致，但是富集程度皆明显低于含沸石型深海粘
土；东太平洋硅质沉积中 Ce 负异常程度较低，
CaO 极度缺失而区别于西太平洋海山区的硅质沉
积； （ 4）稀土元素在含沸石深海粘土中以极高的含
量和较低的轻重稀土元素比值为特点，并且 LＲEE
富集程度小于 HＲEE，Ce 是所有稀土元素中富集
程度最低的，和该区域 DSDP 站位的数据基本一
致［7］。
钙质软泥中稀土元素含量和轻重稀土元素
比值均极低，并且随着原子量增加，由轻稀土亏损
逐渐表现为重稀土略有富集，HＲEE （Dy-Lu）和Y
富集系数略微大于 1；硅质粘土稀土元素含量中
等，轻重稀土元素比值相对较高，东太平洋硅质粘
土中稀土元素含量低于西太平洋海山区同类型的
沉积物。
具体见表2和3。
表2稀土元素含量分布范围和平均值 （μ
g·g－1 ）
Table 2 Ｒanges and average values of ＲEE content （μ
g·g－1 ）
Samples（amounts）Eigenvalue La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
The abysmal Clay of CC Mean 48．67 87．47 13．44 56．22 13．94 3． 38 14． 38 2．25 13． 47 2． 62 7． 44 1． 05 6． 86 1． 03
Area in the Pacific Ocean（25）Minimum 31．10 66．00 8． 67 36．40 9． 57 2． 22 9． 85 1． 57 9．58 1． 88 5． 27 0． 75 4． 93 0．75
Maximum 74． 70 101． 00 20． 90 89． 10 22． 00 5． 44 22．90 3． 52 21． 00 4．05 11． 40 1． 62 10． 30 1． 56
The calcareous ooze in the west Mean 14．65 12．55 3． 31 14．43 3． 27 0． 78 3． 82 0． 58 3．77 0． 81 2． 38 0． 35 2． 25 0．35
Pacific sea mountains （5）Minimum 12． 50 9． 20 2． 65 11． 60 2． 51 0． 61 2． 78 0． 43 2． 78 0． 62 1． 80 0． 25 1． 65 0．25
Maximum 18． 40 21． 40 4． 65 20． 60 4．87 1． 23 5． 84 0． 87 5． 46 1． 15 3． 35 0． 50 3． 17 0．49
The clay in the west Pacific Ocean Mean 61． 97 86． 82 16． 08 67． 57 15． 82 3． 69 16．33 2． 50 15． 22 3．02 8． 69 1． 22 7． 86 1． 18
（or siliceous materials） （ 5）Minimum 32．50 65．20 8． 30 34．70 8． 34 1． 89 8． 27 1． 28 8． 02 1． 64 4． 65 0． 69 4． 46 0． 68
Maximum 119． 00 131．00 29．50 125． 00 27． 80 6．51 29．40 4． 39 26． 80 5． 34 15． 30 2． 13 13． 50 2． 05
Zeolitic clay in the west Mean 153． 90 116．16 43． 80 188． 78 43． 46 10．14 47．48 7． 20 44． 50 8．92 25． 52 3． 47 22． 02 3． 32
Pacific sea mountains （5）Minimum 74． 50 98． 80 22． 00 92． 90 23． 10 5． 38 24．10 3． 62 22． 40 4．33 12． 30 1． 69 10．80 1． 62
Maximum 227． 00 140．00 63．50 275． 00 61． 40 14． 10 69．30 10．40 64． 80 13． 10 37．80 5． 15 32．30 4． 99
表3太平洋沉积物稀土元素含量特征值及比较
Table 3 Eigenvalues of ＲEE in Pacific sediments and comparisons with other types of sediments
Samples（amounts）Eigenval-
ues
ＲEE/
（μg·g－ 1 ）
LＲEE /
（μg·g－ 1 ）
HＲEE /
（μg·g－ 1 ）
LＲEE /
HＲEE δCe δEu Data
source
Sediments of CC area in Minimum 188． 59 154．01 34． 58 3． 85 0． 51 1． 00 In this research
the east Pacific Ocean（25）Maximum 386． 49 310． 24 76． 25 5． 13 0． 94 1． 08
Average 272． 22 223． 12 49．09 4． 59 0． 77 1． 05
The calcareous ooze in the west Minimum 188． 59 154．01 34． 58 3． 85 0． 33 0． 85 In this research
Pacific sea mountains（5）Maximum 2295．15 2101．70 249． 30 11．33 0． 50 1． 01
Average 1143．09 1020． 66 131． 78 7． 48 0． 38 0． 95
The clay in the west Minimum 180． 62 150．93 29． 69 4． 04 0． 48 1． 00 In this research
Pacific sea mountains（5）Maximum 537． 72 438． 81 98．91 5． 08 0． 86 1． 02
Average 307． 94 251． 94 56．00 4． 60 0． 65 1． 01
The zeolitic clay in the west Minimum 397． 54 316．68 80． 86 3． 28 0． 25 0． 94 In this research
Pacific sea mountains（5）Maximum 1018．84 781． 00 237． 84 3． 92 0． 53 1． 01
Average 718． 68 556． 24 162． 44 3． 51 0． 34 0． 98
The phosphorite in the west Pacific Ocean Average 286． 88 221． 03 65．85 3． 51 0． 27 0． 98 Zhang F Y et al，2011
［2］
The TAG hydrothermal genesis of crust in the
mid-atlantic ridge（6）
Average 5． 01 3． 36 1． 65 2． 03 2． 076 1． 03 Mills et al，2001
［4］
The mixed crust in the mid-atlantic ridge（2）Average 765． 75 649． 82 115． 93 5． 49 0． 669 1． 04
The hydrogenic crust in the mid-atlantic ridge（4）Average 1948． 74 1765． 56 183．18 9． 65 0． 621 1． 17
Sediments in the Changjiang river（14）Average 211．10 193．19 17． 91 10． 79 0． 78 1． 09 Yang S Y et al，2002
［17］
Sediments in the Changjiang estuary-the east
China sea shelf
Average 166． 56 148． 91 17．65 8． 44 0． 93 0． 96 Zhang X Y et al，2009
［18］
Sediments in the east of the south China sea（106）Average 129．44 113．95 15． 50 7． 35 0． 91 0． 99 Zhang X Y et al，2012
［3］
6期 张霄宇等 西太平洋海山区深海软泥中稀土元素富集的地球化学特征 733
以上分析表明，西太平洋海山区含沸石深海
粘土中稀土元素和其他微量元素含量普遍高于其
他类型沉积物，ＲEE 和Y，Cu，Co，Ni，Ba，P2O5
富集，含量超过地壳中相应元素丰度的5 ～ 10 倍以
上，重稀土元素含量与我国华南地区广泛分布的
离子吸附型矿床相当［14］，这与 Piper［8］以及 Kato［7］
等的研究一致。
3讨 论
3．1北美页岩归一化模式
将稀土元素采用北美页岩归一化后表明，西太
平洋海山区含沸石深海粘土表现为平缓的北美页岩
模式，
中稀土元素略有富集，
无明显的倾向性，
见图
3。
这种平缓型的分布模式和 ＞ 50 μm沸石［10］以及
以往关于西太平洋海山区深海粘土的研究结论基本
一致。
一般认为，以陆源物质为主沉积物如长江沉积
物、
东海边缘海大陆架沉积物中轻稀土元素含量较
高，中稀土元素略有富集，北美页岩归一化模式表
现为左倾型［15］；在离陆地较远的边缘海深海海盆如
南海东部深海海盆沉积物中这种明显的左倾模式已
经弱化，表明深海沉积作用的加强［15］；而北大西洋
深层水、
大西洋洋脊热液结壳、
西太平洋海山区钙
质软泥则表现为显著的重稀土富集、
轻稀土贫化的
特点，为显著的右倾模式；太平洋的磷块岩也表现
出一定程度的右倾特征，重稀土元素相对富集；水
成型结壳则表现为平缓型北美页岩模式。
3． 2 δCe
研究区域内不同类型的沉积物都具有显著的 Ce
负异常，西太平洋海山区含沸石深海粘土则表现出
最为强烈的 Ce 负异常，和深海海水、
热液结壳、
大
洋深海软泥强烈的 Ce 负异常一致；以陆源物质为主
的长江沉积物、
长江口东海陆架沉积物以及南海东
部边缘海深海海盆沉积物表现出程度较低的 Ce 负
异常；水成结核（壳）表现出强烈的 Ce 正异常。
一般认为，和其他稀土元素不同，在近表层环
境下，海水和沉积物中的 Ce3 + 容易氧化成 Ce4 + ，
以四价离子存在的稀土元素，与相邻的三价稀土
元素相比，相差悬殊的电荷导致 Ce4 + 与其他稀土
元素分离，Ce（OH）4与Mn 共沉淀而被结合到结
壳的铁锰相中，造成结壳的强烈的 Ce 正异常、
海
水中强烈的 Ce 负异常。
中太平洋海山区沉积物富
集，也为结壳提供了丰富的 Ce，因此结壳，特别是
水成型结壳以显著的 Ce 正异常为特征。
钙质软泥
的δCe 则继承了海水的特点，表现为显著的 Ce 负
异常，但是其轻重稀土比值高于海水［15］。
硅质软泥
图3不同沉积类型中稀土元素的北美页岩归一化
Fig． 3 Normalized ＲEE with North American Shale Composite in different types of sediments
（1）＞ 50 μm phillipsite； （ 2）TAG hydrothermal crusts from the Mid-Atlantic Ｒidge； （ 3）TAG heterogenous crusts from the Mid-At-
lantic Ｒidge； （ 4）TAG hydrogenous crusts from the Mid-Atlantic Ｒidge； （ 5）Phosphorite from Western Pacific； （ 6）Sediments of
Changjiang Ｒiver； （ 7）Sediments of continental shelf of Eastern China Sea； （ 8）Sediments from Eastern South China Sea； （ 9）Deep
Sea Water from Northern Atlantic
734 中 国 稀 土 学 报 31 卷
的稀土元素特征往往受沉积物中铁锰微结核的影
响，表现为轻和中稀土元素略微比重稀土元素富
集［16］。
陆源河流沉积物、
边缘海东海大陆架浅海
沉积物和南海海盆沉积物的稀土元素分馏特征和
δCe 均继承了中国东部大陆沉积物的特点，显示了
其陆源性质，具有较高的轻重稀土元素比值和弱
的Ce 负异常［3，17，18］。
研究区域沉积物中普遍存在
的中稀土元素略为富集，一般认为相比重稀土元
素，轻稀土元素和中稀土元素更容易被铁锰水合
物结合进入沉积物中，而重稀土元素则易于形成
稳定的有机络合物［8］。
由此可见，西太平洋海山区含沸石深海粘土
以强烈的 Ce 负异常、
平缓的北美页岩归一化模式
以及略微富集的中、
重稀土元素为特征（表3）。
这
和磷块岩以及 ＞ 60 μm沸石的比较接近，显示在成
因上可能具有一定的相似性，而和其他沉积体系
中稀土元素的富集机制不同。
3．3ＲEE 和常量元素
通过对海洋沉积物元素组成和含量分析可以
了解沉积物的主要化学成分，揭示沉积物的物质
来源和分布规律，抓住划分沉积物类型最本质的
东西［19］。
深海沉积物中常量元素 CaO，SiO2以及
Al2O3的含量以及相互之间的比例关系已经被证明
可以用于探讨沉积物的物质来源和成因，并且已
经成功地应用于我国南海海盆的深海沉积物分类
与命名［19，20］。
一般认为，深海沉积物中除了方解石，磷灰石
也是 Ca 的常见矿物形式，其中碳氟磷灰石中 CaO /
P2O5值为 1． 621，而氟磷灰石中的 CaO / P2O5值为
1． 318。Pan 等［21］采用 CaO / P2O5比值的研究表明，
我国调查区及赤道太平洋的磷酸盐矿物为碳氟磷
灰石，而不是氟磷灰石。
本次研究对 1. 27CO2/%
+ 1． 621 P2O5/% 和CaO 的相关性表明，钙质软泥
和含沸石型深海沉积物中方解石和碳氟磷灰石应
该可以解释全部的 CaO 存在矿物形式，见图 4。
对西太平洋海山区不同沉积物类型中 ＲEE 和
常量元素的相关性表明，ＲEE 和P2O5具有良好的
图4 CaO 和CO2+ P2O5的相关性分析
Fig． 4 Correlation analysis between CaO and CO2+ P2O5
相关性，Dubinin 等［10］的研究也表明，沉积物中 ＞
50 μm的沸石中 ＲEE 浓度取决于 P含量，并认为
可能是沸石中机械混入了同型的含磷矿物。Birger
等［22］在澳大利亚浅海砂岩中广泛发育着富含 ＲEE
的早期成岩磷酸盐矿物，但是以轻稀土富集为
特征。
ＲEE 和MnO，Fe2O3的相关性相对较弱，见图
5，对常量元素分析表明，该区域可能存在热液来
源的 Fe2O3
［23］。
因此，热液铁锰水合物可能也是造
成沉积物中 ＲEE 富集的一个因素。
3． 4 ＲEE 和可能的赋存矿物
以往研究表明，大洋中 ＲEE 的最终输出有两
种主要形式： （ 1）ＲEE 包裹型颗粒（主要是指表层
吸附了 ＲEE 的粘土矿物和铁/锰水合物） ； （ 2）生
物成因的磷酸盐岩，和这两种形式同时沉积的含
ＲEE 自生矿物只占了通量中很少的一部分［8，24，25］。
Piper［25］认为沸石质深海沉积物富含 ＲEE 很
可能决定于沸石的含量，沸石这种可能形成于氧
化环境下火山碎屑物质的海解作用［10］典型的深海
自生沉积物，较低的沉积速率下，其含量可达50%
以上（体积）［11］，因此有理由认为沸石含量对深海
沉积物中 ＲEE 含量有深刻影响，但是由此计算得
到的海洋沉积物 ＲEE 总量远远大于陆源输入量，
可能的解释是高估了沸石中的 ＲEE 含量或者是低
估了稀土元素的输入通量。Bernat［9］对太平洋两个
站位的研究表明，沸石中轻稀土含量仅为北美页岩
6期 张霄宇等 西太平洋海山区深海软泥中稀土元素富集的地球化学特征 735
图5稀土元素和常量元素的相关性分析
Fig． 5 Correlation analysis of ＲEE and constant elements
（1）Calcareous ooze in seamounts area，Western Pacific； （ 2）Deep sea clay in seamounts area，Western Pacific； （ 3）Zeolitic clay in
seamounts area，Western Pacific； （ 4）Deep sea clay in CC zone Eastern Pacific
的1 /4 。Dubinin 等［10］的研究表明，＞ 50 μm含沸
石沉积物中检测到的 ＲEE 不足于解释沉积物中
ＲEE 总量，结晶过程中单个沸石晶体中 ＲEE 含量
很低，并且强烈的 Ce 正异常与沉积物中完全不
一致。
由此可见，沸石应该不是沉积物中 ＲEE 的富
集或者载体矿物，沸石很有可能可以富集磷酸盐
矿物从而导致含沸石型沉积物中 ＲEE 的富集，但
是显然需要进一步的深入研究。
4结 论
1． 东太平洋 CC 区沉积物类型简单，以硅质粘
土为主，西太平洋海山区分布着类型复杂的深海
沉积物，不同类型沉积物中稀土元素和其他微量
元素含量差异很大，含沸石型深海粘土以富含金
属元素为特点，而钙质软泥以贫金属元素为特点；
其中 ＲEE 和Y，Cu，Co，Ni，Ba，P2O5富集，含量
超过地壳中相应元素丰度的5 ～ 10 倍以上，重稀土
元素含量与我国华南地区广泛分布的离子吸附型
矿床相当。
2． 含沸石深海粘土以极高的稀土元素含量和较
低的轻重稀土元素比值为特点，主要分布在马绍尔
群岛和莱恩群岛，∑ＲEE 最高达1018． 84 μg·g－ 1 ，
其中∑LＲEE为781． 00 μg·g－ 1 ，∑HＲEE为237. 84
μg·g－ 1 ；普通深海粘土中稀土元素中等程度富集，
而在钙质软泥中则表现为显著的亏损。
3． 西太平洋海山区含沸石深海粘土以显著的
Ce 负异常、
平缓的北美页岩归一化模式以及略微
富集的中稀土元素为特征，和单晶体沸石中 ＲEE
含量和分布模式的差异表明，沸石可能不是该类
736 中 国 稀 土 学 报 31 卷
型沉积物 ＲEE 的主要携带和富集矿物，热液铁锰
水合物以及机械混入的含磷矿物等的存在可能对
含沸石深海粘土中 ＲEE 含量有很深刻的影响。
4． 含沸石型深海粘土可能和高含量的磷酸盐
有一定相关性，但是其富集作用尚有待于进一步
研究。
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Enrichment and Geochemical Characteristics of Ｒare Earth Elements in
Deep-Sea Mud from Seamount Area of Western Pacific
Zhang Xiaoyu1* ，Deng Han1，Zhang Fuyuan2，Zhang Weiyan2，Du Yong1，Jiang Binbin1（1． De-
partment of Earth Science，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China；2． Key Laboratory of
Submarine Geoscience，State Oceanic Administration，Hangzhou 310012，China）
Abstract：40 sediment samples were collected in 18
stations from seamounts areas in Western Pacific and
from CC zone in Central Pacific． Based on the meas-
urements of main elements and minor elements inclu-
ding Ｒare Earth Elements （ＲEEs） ，the geochemical
characteristics of ＲEE enrichment in zeolitic clay were
analyzed． The zeolitic clay was found to be distributed
mainly at Marshall Seamounts and Line Islands，
marked by high content of metal elements and espe-
cially of ＲEEs． The observed highest content of ＲEE
in zeolitic clay was 1018． 84 μg·g－ 1 ，with the highest
∑LＲEE of 781 ． 00 μg·g－ 1 ，and the highest ∑HＲEE
of 237． 84 μg·g－ 1 ，which were comparable to or even
greater than ＲEEs content from the southern China
ion-absorption-type deposits． The normalizd ＲEEs
with North American Shale Composite （NASC）in ze-
olitic clay displayed gentle slope，distinct negative Ce
anomaly and fractionation of HＲEE and LＲEE，which
suggested that combined effect of hydrothermally Fe-
Mn oxyhydroxides and mixture of phosphatic mineral
formed during early diagenesis are possible mechanism
of ＲEEs enrichment in zeolitic clay，but needs further
study．
Key words：seamounts areas in Western Pacific；zeolitic clay；enrichment characteristics；rare earths
