随着全球高科技产业的蓬勃发展,稀土元素(REY)的市场需求爆发式增长.近年来,现代深海软泥中磷酸盐的REY资源(高达18000ppm)引起了广泛关注.研究认为这些REY直接来源于深海沉积物孔隙水,其过程涉及碎屑溶解将REY释放至孔隙水.然而,该模型是否适用于地质历史时期富REY的磷块岩尚不清楚,这与普遍认为发生在海水-沉积物界面的铁氧化物氧化还原泵模型形成鲜明对比.本文报道了华南早寒武世富REY的织金磷块岩(∑REY,~2000ppm)和贫REY的梅树村磷块岩(∑REY,<400ppm)中黏土矿物的矿物学、REY地球化学特征以及全岩Si-Fe同位素组成(δ³⁰Si和δ⁵⁶Fe).在织金样品中,伊利石围绕白云母边缘形成,并显示出类海水的REY配分模式.相比之下,梅树村样品中的白云母和正长石无接触关系,其REY配分模式与花岗岩造岩矿物相似.织金样品中白云母的REY含量(高达310ppm)远高于梅树村样品中的碎屑白云母(∑REY,0.09~5.86ppm)和正长石(∑REY,2.69~6.45ppm).此外,基于织金和梅树村样品中δ³⁰Si值与磷酸盐REY富集程度之间的关系,可将数据分为两类:一类具有较高的δ³⁰Si值(平均0.6‰)和Y/Ho比值(平均56),但较低的SiO₂和REY含量(均值分别为8.10%和1076ppm);另一类则表现出较低的δ³⁰Si值(平均0.2‰)和Y/Ho比值(平均52),但较高的SiO₂和REY含量(均值分别为17.45%和2085ppm).值得注意的是,与形成于完全氧化海洋环境的梅树村磷块岩不同(δ⁵⁶Fe,~0‰),在波动的氧化-次氧化海洋条件下形成的织金磷块岩,其δ³⁰Si和δ⁵⁶Fe值之间存在显著的负相关性.这些发现表明,在波动的氧化还原条件下,织金磷块岩中的白云母与海水发生了REY交换,导致REY释放到孔隙水中并促进了自生伊利石的形成,而这一过程并未在梅树村磷块岩中出现.众所周知,大陆风化作用可将长石转化为富REY的白云母或伊利石.当这些富REY黏土被搬运至海水-沉积物界面时,在波动的氧化-次氧化海洋环境影响下发生溶解,从而将REY释放到孔隙水中.我们首次提出,波动的海洋氧化还原条件是触发地质历史时期磷块岩中REY富集的“扳机”,其REY主要来源于陆源富REY黏土.这一认识不仅为磷块岩REY富集机制提供了新见解,而且可以解释为何在仅考虑铁氧化物氧化还原过程的情况下,那些沉淀了大量黄铁矿的磷块岩中缺乏异常的REY富集现象.