植物也能“造”稀土矿？科学家首次在蕨类中发现稀土成矿现象，或将改变稀土获取方式

kingfirefly

稀土，被誉为现代工业的“维生素”，是新能源汽车、高端芯片、航空航天等战略领域不可或缺的核心支撑材料。长期以来，稀土开采与冶炼深陷高污染、高能耗的困境，如何实现绿色可持续开发，成为全球稀土产业亟待破解的关键难题。
近日，我国科研界传来重磅捷报——中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队，在乌毛蕨体内首次观测到稀土元素“自我组装”形成矿物的生物成矿现象。这一突破性发现不仅颠覆了传统地质成矿认知，更为稀土资源绿色开发开辟了环保新路径，标志着我国在稀土开采技术领域抢占全球先机。

 
此次科研突破的核心，是对植物成矿能力的颠覆性认知。一直以来，独居石等稀土矿物的形成被认为仅能通过岩浆活动、热液蚀变等高温高压地质过程完成，需历经数百万年的漫长地质演化。
而乌毛蕨作为典型的稀土“超积累植物”，竟能在常温常压的自然条件下，高效完成这一复杂转化。研究显示，乌毛蕨如同土壤中的“稀土精准采集器”，通过根系特异性吸附机制，高效捕获分散在环境中的稀土离子，再通过体内转运系统将其输送至叶片维管束和表皮组织，最终以纳米颗粒形式沉淀结晶，形成高纯度的磷酸盐稀土矿物——镧独居石。
这一过程本质上是植物应对稀土胁迫的自我保护机制，通过“打包封存”实现自然“解毒”，却意外为人类提供了绿色成矿的天然范本。
 

与传统开采方式相比，这一发现带来的环保价值堪称革命性。过去，稀土提取依赖“原地浸矿”或“池浸工艺”，需消耗大量酸碱溶液反复洗涤、萃取，每吨稀土会产生1000至3000吨含重金属的废水，以及约100吨放射性废渣，不仅造成土壤酸化、水体污染、山体崩塌等严重生态破坏，赣南等传统稀土产区的生态修复成本更是高达数亿元。
而乌毛蕨形成的“生物独居石”纯度高、无辐射，从植物中提取稀土无需强酸强碱介入，彻底规避了传统工艺的污染痛点。更值得关注的是，这种生物成矿模式可实现“边修复、边回收”的循环利用——在稀土尾矿或污染土壤中规模化种植乌毛蕨，既能通过植物根系吸附净化土壤中的稀土离子与重金属，修复生态环境，又能从植物体内定向回收高价值稀土，让生态治理与资源利用实现双赢。

 
这一发现的科学意义远超技术突破本身。此前，科学界仅确认微生物和动物能在体内完成“生物矿化”，如贝壳中的方解石、动物骨骼中的磷灰石，植物界的主动成矿能力长期被忽视。
乌毛蕨的稀土成矿现象，不仅刷新了人类对植物矿物形成机制的认知，更打开了近千种已知超富集植物的研究新窗口。研究团队在《环境科学与技术》期刊发表的成果表明，通过优化植物生长环境、利用基因编辑等生物工程技术改良品种，有望进一步提升稀土富集效率与成矿速率，为技术规模化应用奠定坚实基础。

 
在全球稀土竞争日趋激烈的背景下，我国这一技术突破更具深远战略价值。作为稀土资源大国，我国长期承担着全球80%以上的稀土供应责任，但传统开采的高环境代价严重制约产业高质量发展。
生物成矿技术的探索，让我国在稀土绿色开发领域实现“换道超车”——相比微生物吸附、化学萃取等其他绿色技术，植物成矿具有成本更低、操作更简便、生态兼容性更强的独特优势，尤其适合稀土分散矿点、低品位矿和尾矿的资源化利用。
未来，通过构建“种植-富集-提取-修复”的生态产业链，我国不仅能降低对传统高污染开采的依赖，更能在全球稀土产业竞争中树立绿色发展标杆，掌握产业话语权。

 
从蕨类植物中解锁的稀土“密码”，是我国科技创新与生态保护理念深度融合的生动实践。这一突破再次证明，自然生态中蕴藏着解决工业难题的天然智慧，而坚持绿色发展、自主创新，正是我国突破技术瓶颈、实现产业升级的核心路径。
随着研究的深入推进，相信这种“以植提矿”的绿色模式将逐步走向产业化，让稀土这一战略资源在守护生态环境的前提下，更好地赋能现代工业发展，为我国高端制造业高质量发展注入持久动力。