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中印度洋海盆(Central Indian Ocean Basin,CIOB)是印度洋最大的深海盆地,由于远离大陆,陆源碎屑很难到达,因此沉积物以海洋生物沉积和自生矿物沉积为主,沉积速率缓慢。该区域平均水深(5100m)接近于碳酸盐补偿深度(Carbonate Compensation Depth,CCD),在地质历史时期沉积物对CCD的变化很敏感,其组合特征的变化能记录到CCD的变化信息,因此是研究CCD变化与沉积环境演变的理想区域。本文通过对CIOB GC18孔沉积物粒度、元素地球化学特征和微体化石组合进行分析,恢复了该区域CCD的演变及环境演化历史,探究了稀土元素富集的载体矿物及富集成因。综合GC18孔的元素地球化学特征和微体化石组合特征,将岩心从上至下分为五段。第I段(0-30cm):CaO和总无机碳(Total Inorganic Carbon,TIC)从表层向下呈显著下降趋势。SiO2和EREY整体也呈逐渐上升趋势。微体化石主要是有孔虫碎屑,还含有少量的钙质超微化石Calcidiscusleptoporus(弱脐钙盘藻)和Ceratolithus cristatus(具冠毛角石藻)。第Ⅱ段(30-150cm):呈低CaO和高SiO2特征且相对稳定,TIC含量很低,EREY先呈逐渐下降的趋势,然后稳定至本段结束。该段未发现微体化石,主要为深海黏土。第Ⅲ段(150-280cm):CaO和TIC含量较第Ⅱ段增加显著,两者从上到下经历了上升-稳定-下降的变化过程,SiO2变化趋势和CaO、TIC相反。EREY先呈小幅度下降趋势,然后逐渐稳定至本段结束。本段含钙质超微化石,主要为Discoaster deflandrei(德佛兰盘星石藻)。第Ⅳ段(280-300cm):和第Ⅱ段类似,呈低CaO和高SiO2特征且相对稳定,TIC含量很低,ΣREY较Ⅱ、Ⅲ段略高。第V段(300-415cm):沉积物组分波动相对较大,CaO和TIC平均含量达到最高,SiO2和ΣREY含量相对较低。钙质超微化石非常丰富,以 UmbilicosphaeraJafari(贾法脐球藻),Umbilicosphaerarotula(轮形脐球藻)和Discoaster defandrei为主。钙质超微化石组合特征表明第Ⅰ段沉积年代为第四纪,第Ⅲ段为中中新世晚期,第V段为中中新世-早中新世。第Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ段CaO含量较高,钙质超微化石均有保存,反映当时沉积均处于CCD以上;第Ⅱ、Ⅳ段CaO含量低,SiO2含量高,钙质超微化石没有保存,反映当时沉积处于CCD以下。从第V段到第Ⅱ段(中中新世-晚中新世),CCD整体呈逐渐变浅趋势,这与全球CCD在此期间的变化特征一致。CIOB的CCD自中新世以来经历了深-浅-深-浅-深的变化历史。GC18孔稀土元素平均含量为757 ppm,富稀土沉积(ΣREY>400ppm)占92.8%。稀土元素具有明显的Ce负异常和Eu、Y正异常,配分曲线略左倾,轻稀土略亏损,重稀土富集。稀土元素的载体矿物主要是磷灰石。稀土元素的富集主要受沉积速率和沉积物组分变化的影响。沉积速率越低,稀土元素含量越高。沉积物的组分受控于CCD,水深在CCD之下时,沉积物中大量发育深海黏土,稀土元素的含量相对较高。CIOB GC18孔所在的钙质软泥区虽然现代水深在CCD之上,但由于沉积速率缓慢,热液和火山活动影响小,钙质软泥层很薄,稀土元素含量依然相对丰富,该区域是富稀土沉积物的理想发育区域;往北的深海黏土和硅质软泥区,由于水更深,沉积物同样可能富含稀土元素,特别是深海黏土区,是富稀土沉积物潜在的发育区;再往北的陆源沉积区,由于陆源碎屑含量高且靠近赤道CCD相对较深,不具备稀土元素发育的理想条件,可能需要在很深的层位才能发现富稀土沉积物。