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对覆盖太平洋绝大部分区域的190站深海表层沉积物进行了稀土元素地球化学研究。结果表明，沉积物中稀土元素富集程度存在明显差异：从分布区域看，稀土元素主要富集于东太平洋CC区(克拉里昂—克里伯顿断裂带)，在西太平洋和东南太平洋区域仅有零星站位富集，在靠近陆地的环太平洋区域，稀土元素普遍偏低。从沉积物类型看，在沸石粘土、远洋粘土等沉积物中稀土元素最为富集，稀土和钇元素总量(∑REY)变化范围分别为(169.23～1632.91)×10-6和(48.58～1301.31)×10-6，平均值分别为701.84×10-6和441.65×10-6。稀土元素与伴生元素的关系表现为，与P2O5、MnO、Ni、Cu、Zn、Ba等呈正相关，与SiO2、TiO2、V、Cr、Ca和Sr等呈负相关。绝大多数沉积物中稀土元素都存在Ce负异常的轻稀土亏损特征，稀土元素的配分模式与北太平洋表层海水相近，与陆源物质差异明显。稀土元素含量较高的沉积物普遍具有负Ce异常(δCe＜0.9)。Ce异常特征通常与水深和纬度有关：具有Ce正异常(δCe＞1.1)的沉积物主要分布于4767～5750米水深的高纬度区域，且通常[CaO]＜5%,可能与高纬度区域分布大量的陆源粘土矿物有关；无Ce异常(0.9≤δCe≤1.1)的沉积物主要分布于4284～5920米的中高纬度区域，；具有Ce负异常的沉积物主要分布于低纬度区域，表层水生产率和沉积物类型等有关。Ce亏损程度与MnO、P2O5、Co等有明显相关性。借鉴离子吸附型矿床中稀土元素资源分类标准，将表层沉积物中稀土元素划分为非富集型、弱富集型、富集型和极富集型四个等级。将富集型和极富集型等作为可能具有资源潜力的沉积物，其主要富集于4000～5600米水深的沸石粘土、远洋粘土及少量硅质沉积物中；伴生元素含量特征为：[Co]≥33.70×10-6、[P2O5]≥0.51%、[MnO]≥0.12%、[CaO]≤20%。根据稀土资源分类标准，发现仅有极少数站位周围的沉积物中的稀土元素可能具有资源潜力。轻稀土富集型沉积物有18个站位，未发现极富集型样品，在具有资源潜力的表层沉积物中(厚度为20cm，半径为1km)，轻稀土资源为3025吨。大多数表层沉积物都富集重稀土元素，富集型沉积物中重稀土元素资源潜力为2207吨，极富集型的重稀土资源潜力为5748吨。稀土元素富集型有34个站位，周围沉积物中稀土元素资源潜力为7458吨；极富集型6个站位周围沉积物中稀土元素资源为2426吨。