西太平洋Kocebu海山鐵錳結殼稀土元素地球化學特征

劉凱，王珍巖,3,4

1. 中國科學院海洋研究所海洋地質與環境重點實驗室，青島 266071

2. 中國科學院大學，北京 100049

3. 中國科學院海洋大科學研究中心，青島 266071

4. 青島海洋科學與技術國家實驗室海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室，青島 266071

鐵錳結殼是一種從海水中沉淀出來的“殼狀”鐵錳沉積物，主要分布于最低含氧帶（OMZ）以下，碳酸鹽補償深度（CCD）以上的海山斜坡上，分布水深一般為800～3 000 m[1-2]。鐵錳結殼富含Co、Ni、稀土元素（REY）等關鍵金屬（Critical metals，USGS 分類[3-4]），且資源儲量大，產出部位淺，具有很高的潛在經濟價值, 是海洋礦產資源研究的熱點[1,5]。鐵錳結殼中稀土元素的富集、分布和配分模式與海水中懸浮顆粒的沉降以及海山區生物地球化學環境等鐵錳礦物形成條件等密切相關[6]，可以指示鐵錳結殼物質來源、成因和沉積環境信息等[7-8]。但以往對結殼中稀土元素地球化學特征研究大多針對結殼的全巖樣品或分層變化的環境信息，對于新近生長的、與現今海洋環境關系密切的表層結殼樣品的稀土元素特征等缺少針對性研究。

西太平洋麥哲倫海山區是全球大洋中最大的海山群之一[9]，海山數量多且年齡極大，可達120 Ma[10]，海山斜坡上生長了大量的厚層結殼，是重要的鐵錳結殼勘探合同區[11]。前人曾對該海山區內MA（Pallada，或采薇海山）、MC（Ita Mai Tai，或維嘉海山）、MD（Govorov）、ME（Il'ichev）和 MK（Skornyakov）等海山結殼的稀土元素特征進行研究，發現ΣREY含量多為1 367～2 833 mg/kg，具有明顯的Ce正異常特征，稀土元素主要賦存在δ-MnO2相中[12-16]。此外，薛婷等[17]還分析了不同結殼層之間REE組成和δCe的差別，認為其變化主要受控于形成時氧化環境不同；REE含量高的層圈形成于較氧化的環境，有利于鐵錳氧化物的形成和Ce等稀土元素的吸附。王曉紅等[18]利用Al/（Fe+Mn）記錄指示了西太平洋結殼中碎屑組分的來源和變化，認為該指標可以反映亞洲季風氣候的演化歷史。本文選取采自麥哲倫海山區Kocebu海山11個結殼的表層樣品（＜1 mm），通過分析其稀土元素地球化學特征，并與麥哲倫海山區其他海山和鄰近的馬爾庫斯-威克海山區海山的鐵錳結殼稀土元素分析結果進行對比，探討Kocebu海山結殼稀土元素物質來源和成因機制，分析影響結殼中稀土元素富集的環境因素和作用機制，為開展海山區鐵錳結殼稀土元素資源評價和勘探區圈定等提供科學依據。

1 區域地質背景

Kocebu平頂海山位于西太平洋麥哲倫海山區的西北部，西南側與東馬里亞納海盆相偎，西側與馬里亞納海溝相望，北側與馬爾庫斯-威克海山區相鄰，東北側與皮嘉費他海盆相依，經緯度坐標為17°25’N、152°55’E。Kocebu 海山是一座熱點/斷裂成因的海底火山（圖1），主體為2個火山機構，因其底座相連，被整體視為一座海山。

Kocebu海山東西兩個海山機構相距約40 km。海山山頂為三角形平臺，距海表水深約為1 500 m，最小深度分別為1 360和1 174 m，面積分別為295和190 km2。海山最大深度為4 674 m，總體高度為3 500 m。兩個海山機構中間的鞍部水深約3 500 m。另外，在北部還有兩個小型海山錐，深度為3 500～4 000 m（圖1）。Kocebu海山的頂部覆蓋遠洋沉積物，主要為生物礁灰巖、角礫巖、泥巖等，少見黏土礦物，厚度約為30～50 m；海山斜坡基巖出露，海山底部為滑塌沉積[19]。

40Ar-39Ar同位素定年結果顯示，麥哲倫海山區海山年齡范圍為74～121 Ma[20]，但在相關海山研究文獻[21]中未找到Kocebu海山基巖測年數據。同位素地球化學和地球物理研究表明，麥哲倫海山區起源于現法屬波利尼西亞附近（20°～30°S）[9-10,22]，隨太平洋板塊北西向漂移，跨過赤道后繼續運動至目前位置[23]。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

2018年3—4月，中國科學院海洋研究所“科學”號考察船使用“發現”號遙控無人潛水器在西太平洋麥哲倫海山區Kocebu海山斜坡上采集鐵錳結殼樣品，采樣位置如圖1所示，采樣信息如表1所示。采集結殼樣品的水深范圍為1 314～1 652 m，取樣位置處于海山頂部邊緣下的海山斜坡上，坡度較陡；樣品采集點海底被大面積厚層鐵錳結殼覆蓋，上有少量有孔蟲砂，偶見珊瑚等底棲生物。本次調查采集的鐵錳結殼樣品主要為礫狀結殼，厚度在10 cm以內，部分樣品破碎后可見蝕變玄武巖核心。

2.2 實驗分析

本文選取11個典型結殼樣品，首先用蒸餾水洗去表面附著的有孔蟲砂及雜質，用不銹鋼刀片在其表面（＜1 mm）仔細刮取5 g粉末樣品，在60 ℃下烘干4 h后使用瑪瑙研缽仔細研磨至200目，用于稀土元素測試分析。

稀土元素分析儀器為Varian MS820型電感耦合等離子體質譜儀，分析元素為14種稀土元素（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）和Y元素。取0.040 g樣品加入0.5 mL HF、0.5 mL HNO3與1.5 mL HCl消解12 h，趕酸至盡干，加入1 mL HNO3、1 mL H2O密閉消解12 h，冷卻，稀釋到40 g（稀釋倍數為1 000），用于ICP-MS分析。為進行實驗流程穩定性控制，測試過程中每5個樣品做平行樣一次。標準物質GBW07295、GBW07296、NOD-A-1與NOD-P-1（均為錳結核）的測試結果與推薦值基本一致，元素分析結果相對誤差為5%～10%。ICPMS分析測試工作在中國科學院海洋研究所分析測試中心完成。

圖1 Kocebu海山區域位置與采樣位置圖十字代表文獻中的CTD站位；水深數據來源于：GEBCO 2020 Gridded Bathymetry Data，https://www.gebco.net/；地形圖來源于http://guyot.ocean.ru/Fig.1 Location of Kocebu Guyot on GEBCO-based bathymetric map and sampling locations on topographic mapThe crosses represent the CTD stations from the literatures; bathymetry datas are from GEBCO 2020 Gridded Bathymetry Data, https://www.gebco.net/;Topographic map from http://guyot.ocean.ru/

2.3 數據收集

為進行對比分析，本文搜集了前人文獻中麥哲倫海山區、馬爾庫斯－威克海山區以及西北太平洋和南海的表層結殼樣品稀土元素、主量元素和水深數據，對全巖樣品數據予以剔除，分層取樣的樣品僅使用最外層結殼數據。單個海山數據在3條以下的不予使用，以保證數據代表性。數據來源與各海山（區）的表層結殼中稀土元素的平均含量如表2所示。

表1 Kocebu海山鐵錳結殼采樣信息Table 1 The sampling information of Fe-Mn crusts from Kocebu Guyot

3 結果與討論

3.1 稀土元素特征

與麥哲倫海山區、馬爾庫斯-威克海山區和西北太平洋海山相比，Kocebu海山結殼樣品的總稀土含量（ΣREY）、3價稀土含量（REY除去 Ce元素, Σ3+REY）、輕稀土含量（ΣLREE）、重稀土含量（ΣHREE）、Ce和 Y元素含量均明顯偏低（圖 2）。ΣREY含量范圍為1 029～1 580 mg/kg，平均含量為1 366 mg/kg。其中Ce元素占比重最高，占總REY含量的39%～47%，含量為479～714 mg/kg，平均含量為592 mg/kg。Σ3+REY 含量為 550～880 mg/kg，平均含量為775 mg/kg。Y元素含量為112～177 mg/kg，平均含量為153 mg/kg。ΣLREE含量為812～1 243 mg/kg，平均含量為1 070 mg/kg；ΣHREE含量為218～337 mg/kg，平均含量為297 mg/kg。輕重稀土比值（ΣLREE/ΣHREE）為 3.20～4.10，平均為 3.61，輕稀土顯著富集。

稀土元素的北美頁巖（NASC）標準化圖解如圖3所示（北美頁巖稀土元素數據來自文獻[31]）。結果顯示，結殼樣品均表現出明顯的Ce正異常，Ce異常值（δCe）為 1.19～1.69，平均值為 1.45，指示結殼形成時海水處于氧化環境。Y元素表現出明顯的負異常，Y元素的離子半徑和化合價（3+）與其他稀土元素相似，但Y不存在4f電子，較少形成穩定表面絡合物，因此，其化學行為與相鄰的Ho顯著不同，在進入結殼時Y和Ho會發生分異，導致Y的負異常[32-33]。稀土元素配分曲線整體呈平緩狀，LaSN/YbSN比值為0.97～1.13，平均為1.06。各結殼樣品之間稀土元素總量雖略有差異，但其配分曲線基本平行，與附近其他海山的結殼樣品相比，變化趨勢也基本一致。

3.2 稀土元素的物質來源

海洋鐵錳沉積物由于其成分差異，通常被分為3種類型：水成型、成巖型和熱液型[34]。水成型鐵錳沉積物的金屬離子來源于海水，主要成分為海水中膠體沉淀而成的鐵錳氧化物，通常在強氧化條件下形成，沉積速率非常緩慢（1～10 mm/Ma），稀土元素含量在1 500 mg/kg以上，配分圖解顯示出明顯的Ce正異常和Y負異常[1,34]。成巖型鐵錳沉積物的金屬離子來源于亞氧化條件下沉積物中或沉積物-水界面的孔隙水，其形成環境氧化性較弱，稀土元素含量一般低于水成型沉積物，約1 000 mg/kg；配分圖解同時顯示Ce和Y的負異常[35-36]。熱液型鐵錳沉積物來源于中-低溫熱液流體噴出海底后與海水的混合過程，生長速率最快，稀土含量一般低于100 mg/kg，配分圖解顯示Ce的負異常和Y的正異常[37-38]。

Kocebu海山鐵錳結殼樣品的Ce異常值均在1以上，Nd含量大于100 mg/kg，YSN/HoSN小于1，在稀土元素 δCe-Nd和 δCe-YSN-HoSN成因圖解[34,39]（圖 4）中均位于水成成因范圍內。從稀土元素配分模式上看（圖3），Kocebu海山鐵錳結殼表現為較高的Ce正異常、Y負異常、較高的Nd元素含量和REY含量，均符合水成結殼的特征，表明Kocebu海山鐵錳結殼是在氧化條件下沉淀形成的，屬于典型的水成成因，受成巖作用和熱液活動影響較小。

為了進一步揭示結殼樣品的成礦物質來源，本文對結殼-海水體系中稀土元素的分配系數（Kd）和分配系數的倒數（1/Kd）與稀土元素在海水中平均滯留時間（t）的關系進行分析（圖5）。分配系數Kd定義為某元素在結殼中的平均含量與其在海水中平均含量的比值，即：Kd=CMn/Csw[40-41]。

從分析結果來看（圖5a），稀土元素分配系數的倒數（1/Kd）與其在海水中平均滯留時間（t）呈明顯的正相關關系（R2=0.801 0），表明海水與結殼之間的稀土元素化學組成存在極為緊密的聯系，結殼的成礦物質來源于海水，進一步證實了結殼樣品的水成成因。稀土元素在海水中滯留時間越短，在結殼中越富集，結殼對這些稀土元素的強烈吸附，可能是導致其滯留時間減小，并低于大洋混合時間的因素之一。從稀土元素分配系數（Kd）上來看（圖5b），各樣品的分配系數模式差異不大，說明其稀土元素的富集過程受相同因素控制；Ce的分配系數明顯高于+3價稀土元素，表明結殼在形成過程中，鐵錳礦物對海水中Ce元素的強烈吸附，是造成結殼中Ce強烈富集、具有明顯Ce正異常特征的重要因素[42]；隨著原子序數增大，從輕稀土到重稀土，配分曲線由平緩逐漸變為右傾，輕稀土的分配系數明顯大于重稀土。

表 2 Kocebu 海山與附近其他海山（區）鐵錳結殼表層稀土元素含量Table 2 Mean concentrations of rare earth elements and yttrium（REY） in surface layer of crusts from Kocebu Guyot and other areas nearby

圖2 Kocebu海山與附近海山鐵錳結殼表層稀土元素含量對比Fig.2 REY content variation in surface layer of crusts from Kocebu Guyot and nearby seamounts

圖3 Kocebu海山鐵錳結殼樣品北美頁巖標準化REY圖解麥哲倫海山區包含MA、MD、ME、MK海山與麥哲倫其他海山數據；馬爾庫斯威克海山包含Lamont海山與Takuyo-Daigo海山數據；北美頁巖稀土元素數據來源于文獻[31]。Fig.3 NASC shale-normalized REY plots for the Fe-Mn crust samples from Kocebu GuyotMagellan Seamounts include MA, MD, ME, MK Guyots and other guyots in Magellan; Marcus-Wake Seamounts include Lamont Guyot and Takuyo-Daigo Seamount; NASC REE data from reference[31].

大洋海水中的稀土元素主要以溶解態的REE3+，REECO3+，REE（CO3）2-，REEOH2+等形式存在，最常見的是REECO3+絡合離子形式[43-45]。實驗研究[44,46]表明，稀土元素進入結殼的過程中不僅發生固-液體系之間的分餾，還存在稀土元素內部的分餾，δ-MnO2和FeOOH對海水中稀土元素的選擇性吸附是稀土元素在結殼中富集的重要機制[8,40]。在Eh＞0.5，pH≈8的正常海水條件下，海水中的輕稀土優先以REE3+和REECO3+的形式存在，而重稀土則以 REE（CO3）2-形式出現[47]；Mn傾向于氧化為Mn4+O2，Fe傾向于氧化為Fe3+OOH[48-49]，這兩種不溶的膠體顆粒都具有非常大的比表面積（＞300 m2/g[1]）和強烈的吸附作用；δ-MnO2具有強負表面電荷，而FeOOH具有中性或微正表面電荷，因此，δ-MnO2傾向于吸附帶正電的輕稀土離子，FeOOH傾向于吸附帶負電的重稀土離子[49-50]，最終沉淀在基底表面形成結殼。但重稀土傾向于在海水中形成穩定的碳酸鹽絡合物REE（CO3）2-，與氧化物表面的親和力低于輕稀土，因而相較于輕稀土更不易進入結殼[51-53]，分配系數普遍低于輕稀土，因此，這種選擇性吸附是造成結殼中輕稀土富集，重稀土相對虧損的主要原因。

圖4 Kocebu海山鐵錳結殼成因類型判別圖解[34]Fig.4 Ternary diagram for the genetic classification of oceanic ferromanganese deposits[34]

圖5 結殼-海水體系中稀土元素的分配系數a. 分配系數的倒數（1/Kd）與平均滯留時間（t）對數的關系，b. Kocebu海山鐵錳結殼REY分配系數（Kd）配分曲線。海水中的稀土元素數據使用MC海山MCCTD1504測站1 978 m的海水樣品數據，來源于文獻[42]；稀土元素平均滯留時間數據來源于文獻[54]。Fig.5 The partition coefficient of REY in crust-seawater systema. plot of logarithm of the residence time（t） of REY in seawater versus logarithm of the inverse distribution coefficient（1/Kd） between Fe-Mn crusts and seawater，b. patterns of REY partition coefficients（Kd） between Fe-Mn crusts and seawater.The datas of REY content in seawater are from MCCTD1504 station of MC Guyot, 1 978 m, from reference [42]; the datas of average residence time of REY are from reference [54].

3.3 稀土元素含量的影響因素

與麥哲倫海山區、馬爾庫斯-威克海山區和西北太平洋海山相比，Kocebu海山鐵錳結殼的ΣREY含量較低（圖2）。鐵錳結殼的地球化學特征與其周圍海水的化學環境有直接聯系[2,55]，根據前人研究結果，我們認為影響Kocebu海山鐵錳結殼樣品稀土元素含量的因素主要有3個：

（1）結殼中碎屑礦物對REY的稀釋作用。連續淋濾實驗和原位LA-ICP-MS面掃描分析結果顯示，在鐵錳結殼中，δ-MnO2和FeOOH分別可吸附約23%和67%的REY，在面掃描圖像下Mn、Fe和REY的微區分布也有非常好的對應關系。但碎屑礦物中REY的含量非常少，僅占結殼ΣREY 10%左右，并不是REY的主要賦存相[8]。因此，結殼中的REY會被碎屑礦物所稀釋，碎屑含量偏高會導致REY含量降低[29,56]。Al是碎屑礦物的主要組成元素，結殼中Al/（Fe+Mn）比值可以指示鐵錳結殼中碎屑組分變化[18]，本文使用該指標來對比結殼中碎屑礦物的相對含量。Kocebu、MD、MK海山的鐵錳結殼生長于西太平洋開闊大洋環境中，只有較少的陸源物質能輸運到該區域；而南海結殼生長于大陸邊緣環境中，受陸源物質影響較大[57]。從圖6可以看出，MD、MK海山和南海結殼中Al/（Fe+Mn）比值逐漸增加，其REY含量顯著降低，二者呈強烈的負相關關系，體現了上述海山（區）結殼中碎屑礦物對REY稀釋作用。Kocebu海山鐵錳結殼的Al/（Fe+Mn）平均值為0.027，明顯低于MD、MK海山和南海（平均值分別為0.050、0.066、0.095），證明該海山表層結殼中碎屑礦物含量相對較低，且結殼中碎屑礦物含量與REY含量相關性很差（R2=0.021 3），因此可以斷定，Kocebu海山鐵錳結殼中的碎屑礦物未對其REY含量產生顯著的稀釋作用。

（2）受海水中稀土元素含量的影響。本次調查在Kocebu海山采集的鐵錳結殼樣品賦存深度較淺（1 314～1 652 m），明顯小于其他海山樣品。本文收集的來自麥哲倫海山區MD、ME、MK海山和馬爾庫斯-威克海山區Takuyo-Daigo 海山70件鐵錳結殼樣品的采樣水深為800～5 500 m，其分析結果顯示結殼的ΣREY含量隨水深增加而增大（圖7）。已有研究顯示，在不同水深，海水中REY的絡合作用和結殼中REY的配位數保持不變，四分組效應的程度也無明顯變化[29]；分步淋濾實驗也表明在鐵錳結殼-海水分配體系中，海水中的La進入錳相和鐵相中的比例隨水深保持恒定，不受結殼中鐵錳礦物比值的影響[58]。因此，結殼中REY隨水深變化不是由鐵錳比值導致的，而是受周圍海水中REY元素含量控制的結果[40]。海水中稀土元素的垂直分布表現為表層缺乏型特征[59]。文獻中的實測數據顯示（圖7），麥哲倫海山區MC海山MCCTD1504站位和Pigafetta Basin CTD1站位（位置見圖1）海水中溶解REY的含量均隨水深增大呈逐漸增加趨勢，其在表層海水中含量最低且波動較大，在近底層海水中含量最高[42,60]。據此推斷，因為本文使用的Kocebu海山鐵錳結殼樣品的采樣深度較淺，受限于海山區淺層海水中較低的REY含量，導致出現結殼樣品REY含量較低的現象。

圖6 不同海山（區）鐵錳結殼Al/（Fe+Mn）與REY含量的關系Fig.6 Bivariate diagram of Al/（Fe+Mn） and REY content of the hydrogenetic Fe-Mn crusts in different areas

（3）受海山周圍海水氧化還原環境的限制。盡管近年來也在5 000 m以深發現了深水結殼（如Takuyo-Daigo 海山[29]），但鐵錳結殼主要分布在最低含氧帶（OMZ）以深、碳酸鹽溶躍面（CCD）以淺的深度范圍內[4,61]。在西太平洋海山區最低含氧帶以下，受富氧南極底層水（AABW）的補充，海水中的溶解氧含量逐漸增加（圖8），為鐵錳結殼的生長提供了良好的氧化環境[1,62]。在這種氧化條件下，海水中溶解的Ce3+可以被氧化為Ce4+價而被無定形的氧化物所絡合，與+3價稀土元素（3+REY）分離[63]，表現出明顯的正異常特征，因此，結殼中的Ce異常（δCe）可以反映結殼形成環境的氧化還原程度[17,64-65]；在最低含氧帶以下，隨著水深逐漸增加，水體中的溶解氧含量逐漸增大，氧化性隨之增強，氧化了更多的Ce3+，導致最外層結殼的δCe也明顯增大（圖8）。

圖7 表層鐵錳結殼與海水中的REY含量剖面圖MC海山MCCTD 1504站位海水數據來自文獻[42]；皮嘉費他海盆CTD1站位海水數據來自文獻[60]。Fig.7 Profile of REY content in surface layer of Fe-Mn crusts and seawaterThe data of REY content in seawater from MCCTD1504 station of MC Guyot, 1 978 m, from reference [42]; the datas of CTD1 station are from reference[60].

圖8 表層鐵錳結殼中δCe與海水中溶解氧含量剖面圖海水溶解氧含量曲線來源于文獻[8]。Fig.8 Profile of δCe in surface layer of Fe-Mn crusts and dissolved oxygen in seawaterThe curve of dissolved oxygen content in seawater is from reference [8].

不同于可變價的Ce元素，3+REY在鐵錳結殼中富集很大程度受控于鐵錳氧化物的表面化學吸附作用，而受氧化還原條件影響較小[66]，因此，3+REY含量主要受海水中稀土元素含量的控制，與δCe之間并無相關性（圖9），與水深變化的相關性也不大（R2=0.011 4）。海山環境的氧化性與結殼中REY含量呈正相關關系（圖9），這主要受Ce元素富集的影響。Kocebu海山鐵錳結殼的δCe平均值為1.50，低于MK海山、Takuyo-Daigo海山和西北太平洋結殼（δCe平均值分別為 1.50、1.85、2.77），表明其生長處于氧化性相對較弱的環境中，不利于海水中Ce3+的氧化，導致被鐵錳氧化物吸附的Ce4+減少，但這對3+REY的含量沒有明顯影響。而從稀土元素含量分析結果可知，Ce元素最高含量可占稀土總量的47%，所以Ce含量的減少可導致結殼中稀土總量明顯降低。因此可以判斷，因為本研究采集的Kocebu海山鐵錳結殼水深相對較淺，生長環境中溶解氧含量較低，氧化性較弱，不利于Ce的富集，從而導致出現總稀土元素含量偏低的結果。

綜上分析，海水中稀土元素含量和溶解氧含量是控制海山區結殼生長的關鍵環境參數，二者分布與賦存結殼的海山水深環境密切相關，因此，Kocebu海山鐵錳結殼中稀土元素含量較低與本研究采集樣品的賦存水深較淺直接相關。同時可以合理推斷，Kocebu海山區的深水結殼樣品中可能具有更高的稀土元素含量和更大的資源價值，這個推斷有待進一步的調查研究分析進行驗證。另外，考慮到鐵錳結殼中稀土元素含量隨水深變化有顯著差異，在開展鐵錳結殼地球化學特征研究和資源勘探評價時應盡可能擴大采樣點的水深分布范圍，提高樣品地球化學特征的代表性，采用局部水深范圍樣品的分析結果可能對評價認識帶來較大偏差。

圖9 不同海山（區）表層鐵錳結殼δCe與3+REY、REY含量的關系Fig.9 Bivariate diagram of δCe and 3+REY, REY content of the surface layer of hydrogenetic Fe-Mn crusts in different areas

4 結論

（1）本研究采集的西太平洋Kocebu海山鐵錳結殼樣品ΣREY含量平均為1 366 mg/kg，低于前人在鄰近的麥哲倫海山區和馬爾庫斯-威克海山區分析結果；其輕重稀土平均比值為3.61，總體呈現輕稀土富集特征；稀土元素標準化圖解表現出明顯的Ce正異常和Y負異常，配分曲線呈平緩狀，δCe平均值為1.45，表明結殼在較弱氧化條件下形成。

（2）結殼樣品的稀土元素成因圖解、配分模式和分配系數圖解等均表明Kocebu海山鐵錳結殼屬于水成成因，結殼的成礦物質主要來自于海水；鐵錳礦物對海水中輕、重稀土的選擇性吸附是造成結殼中輕稀土富集的主要原因。

（3）海水中稀土元素含量和溶解氧含量是控制結殼生長的關鍵環境參數，二者在Kocebu海山所在海區的淺水環境中含量較低，且隨水深增大逐漸升高。本研究使用的Kocebu海山鐵錳結殼樣品的采樣水深較淺，海水中相對較低的稀土元素含量和溶解氧含量是其稀土元素含量偏低的主要原因。結殼中碎屑礦物含量較低，未對其稀土元素含量產生顯著稀釋作用。

（4）考慮到鐵錳結殼中稀土元素含量隨賦存環境水深變化有顯著差異，在開展鐵錳結殼地球化學特征研究和資源勘探評價時應盡可能擴大采樣水深的分布范圍，提高樣品的代表性。使用局部水深范圍樣品的分析結果可能對研究和評價結果帶來較大偏差。

致謝：中國科學院海洋研究所“科學”號科學考察船麥哲倫海山航次全體科考隊員、船員對本研究海上調查取樣工作提供了大力支持和幫助，在此謹致謝忱。