中国团队首次在蕨类植物中发现稀土成矿现象 助力稀土可持续利用

传统稀土开采往往伴随着严重的环境生态破坏，因此，是否有更清洁、更可持续的稀土获取方式备受关注。

记者11月6日从中国科学院广州地球化学研究所获悉，该所朱建喜研究员团队从大自然寻找线索，最近在一种名为“乌毛蕨”的蕨类植物体内，不仅发现大量富集的稀土元素，还首次观测到这些稀土在植物组织细胞间“自我组装”，形成名为一种叫“镧独居石”的矿物。

这是科学家首次在天然植物中发现稀土元素的生物成矿现象，而在通常情况下，这种矿物主要在岩浆或热液活动等地质过程中形成，需要较高的温度环境。

该项重要研究进展的成果论文，近日在国际专业学术期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)上线发表，不仅揭示出植物对稀土的“解毒”与矿化机制，也为未来稀土资源的可持续利用提供了新路径：通过种植乌毛蕨等超积累植物，可在修复污染土壤、恢复稀土尾矿生态的同时，从植物体中回收高价值稀土，真正实现“边修复、边回收”的绿色循环模式。

稀土元素在乌毛蕨中生物矿化为独居石纳米多晶聚集体。中国科学院广州地化所研究团队 供图

研究团队介绍说，稀土元素被誉为“工业维生素”，是人工智能、新能源、国防等高新技术领域不可或缺的核心战略资源，也是全球供应链中风险较高的关键原材料之一。

乌毛蕨属于一类特殊的稀土“超积累植物”，宛如土壤中的“稀土吸尘器”，能高效吸收并浓缩分散在环境中的稀土元素。研究显示，在乌毛蕨叶片的维管束和表皮组织中，从土壤中吸收的稀土元素会以纳米颗粒形式沉淀，并进一步结晶成磷酸盐稀土矿物。这一过程，实际上是一种植物的自我保护机制，就像是植物在体内“打包封存”有毒物质，把可能伤害细胞的稀土离子，稳稳锁进矿物结构中，实现稀土的钝化和自然“解毒”。

独居石则是工业上重要的稀土矿石，但天然独居石中常伴生放射性铀、钍元素，给开采与应用带来挑战。而乌毛蕨在自然生长的常温常压条件下所形成的“生物独居石”，纯净、无辐射，展现出极具潜力的绿色提取前景。

超积累植物乌毛蕨与风化壳型稀土矿的地理分布位置。中国科学院广州地化所研究团队 供图

研究团队表示，过去学界知道微生物和动物能在体内“造矿”，包括贝壳及珊瑚中的方解石和文石、动物牙齿和骨骼中的磷灰石，但植物界的“矿物制造能力”却长期被低估，此前已知仅有少数几种——如方解石和草酸钙石等钙质晶体以及植硅体。

他们认为，这次在乌毛蕨中发现稀土成矿，不仅刷新了人类对植物矿物机制的认知，也为近千种已知超富集植物研究打开新的窗口。