青岛海洋地质研究所研究团队量化菲律宾海深海中稀土元素来源与过程

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所深海沉积与环境研究团队结合数值模拟和现场观测，量化菲律宾海深海稀土元素的来源与输运机制，揭示了水团混合、孔隙水扩散和陆源输入的相对贡献。相关成果以“Quantifying the sources of REE in the deep Philippine Sea: Insights from numerical modeling and field observations”为题，发表于国际海洋学期刊《Progress in Oceanography》。

稀土元素（REE）是示踪海洋过程（如营养盐来源识别、水团运移与环流）的重要地球化学工具。然而，深海环境中稀土元素的来源贡献——包括孔隙水扩散、陆源输入和再矿化过程——仍缺乏精确量化。传统上认为深海REE主要受“自上而下”模型控制，即表层来源通过沉降与垂直过程影响深层水体；但近年研究发现，“自下而上”的模型，即源于沉积物-水界面的过程（如孔隙水扩散和陆坡沉积物输入），可能发挥更为关键的作用。尽管如此，这两类来源模型的相对贡献一直缺乏定量评估，限制了REE在示踪研究中的应用准确性。

菲律宾海作为西太平洋与边缘海之间的关键连接通道，为研究深海REE循环提供了理想场所。本研究分析了菲律宾海水体中REE的空间分布，发现其受到多过程共同调控。结合OMPA水团混合分析模型和FVCOM流体动力学模型的模拟结果，定量揭示了不同来源的贡献占比：水团混合约占70–80%，孔隙水扩散贡献约7±5%，再矿化过程约占19±5%。此外，研究还揭示了陆源稀土元素可经由长距离输运机制影响远海，突显了沉积物-水界面过程在调控深海元素循环中的核心作用。该成果深化了对深海痕量元素循环机制的理解，并为全球海洋REE模型提供了关键参数。未来需开展长期观测并与区域模型相结合，以进一步约束各类通量的时空变异性。

该研究成果由青岛海洋地质研究所、崂山实验室、自然资源部第一海洋研究所、上海交通大学、中国海洋大学等单位的科研人员共同完成，青岛海洋地质研究所胡邦琦研究员为论文通讯作者。该研究得到中国地质调查项目、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的联合资助。