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稀土元素地球化学可以广泛地应用于大洋沉积物的研究中，根据研究目标，选择不同的沉积组分进行分析，全岩样品可以应用于不同类型沉积物间的比较和分类，生物组分如磷质骨屑，有孔虫和钙质超微化石应用于研究古海水的演化特征，而粘土级组分则是研究大洋粘土来源的最佳样品，在研究火山活动历史时，应选择沸石粘土作为样品，上述这些样品多是采用适当的步骤从全岩中分离而出。