在中國內蒙古自治區包頭市，寓意“富饒的神山”的白云鄂博礦區以占全國稀土總儲量九成、占世界探明稀土總量近四成的豐厚儲量而成為“稀土之鄉”。其巨量稀土資源究竟如何形成？這一謎團長期以來備受關注。

揭開成因之謎

最近，北京大學地球與空間科學學院李揚副教授、中國科學院地質與地球物理研究所李獻華院士聯合研究團隊通過6年持續研究，在白云鄂博識別出4.3億年前火成碳酸巖，將白云鄂博成礦時代從距今13.2億年大幅修正為距今4.3億年，并指出多期碳酸巖巖漿-熱液活動是形成世界級稀土礦床的關鍵因素。

研究團隊在白云鄂博實地開展野外科學考察。李揚 供圖

研究團隊發現，白云鄂博早古生代碳酸巖巖漿活動貢獻了超過70%的稀土資源，且以極富輕稀土為主要特征。

這一顛覆“中元古代主導成礦”傳統認知、揭開白云鄂博巨量稀土資源成因之謎的重要基礎研究成果論文，北京時間4月24日凌晨在國際學術期刊《科學進展》(Science Advances)上線發表。

進 行精細研究

李揚接受記者采訪介紹說，白云鄂博礦區的主要稀土礦物為獨居石和氟碳鈰礦，二者存在于一種被命名為“H8”的白云巖中，這是一種巖漿活動形成的碳酸巖，大致形成于距今約13億年的中元古代，但稀土礦的定年結果卻主要集中在距今約4億年的古生代。成巖與成礦之間的巨大時間差對破譯礦床成因至關重要，礦床發現近百年來一直未能獲得突破。

中國內蒙古白云鄂博礦區。李揚 供圖

在包鋼集團支持下，本次聯合研究團隊自2019年開始在白云鄂博深入開展地質填圖研究，系統厘定了白云鄂博礦區48平方公里范圍內的火成碳酸巖分布。進一步的定年研究顯示，除形成于13億年前的白云巖外，白云鄂博還廣泛分布有形成于4.3億年前的火成碳酸巖，后者呈脈狀穿切白云巖并與之發生反應。這說明，早古生代的確存在可能攜帶大量稀土資源的碳酸巖流體。

白云鄂博的稀土資源是否確定由這些流體攜帶而來？為進一步厘定兩期碳酸巖對稀土成礦的貢獻，研究團隊對4件跨越12個年份、能夠反映大尺度和長周期開采稀土特征的精礦樣品進行精細研究，并對其中的獨居石和氟碳鈰礦進行定年統計分析，從而得出本項顛覆傳統認知、揭秘白云鄂博巨量稀土資源成因的重要科研成果。

聯合團隊提出，多期碳酸巖巖漿-熱液活動是形成世界級稀土礦床的關鍵因素。研究團隊為白云鄂博稀土礦資源搭建了全新成礦模型：中元古代的碳酸巖巖漿噴發至附近盆地，低粘度的巖漿與盆地水混合流動并冷卻結晶，形成具有層狀構造、被命名為“H8”的白云巖，構成賦礦圍巖的主體。約9億年后，早古生代的碳酸巖以巖脈形式侵入白云巖及其覆蓋的沉積地層，并攜帶大量富稀土元素的堿性流體。在流體上升過程中，其所含的重稀土元素與周圍的含硅圍巖反應而被消耗，導致輕稀土含量進一步升高，最終在與白云巖的交代反應過程中發生大規模稀土礦化作用。

引領產業發展

李揚表示，白云鄂博礦是巖石學、礦物學、地球化學和年代學研究不可多得的一塊圣地，探秘白云鄂博礦床成因，不僅是人類對地球演化與自然規律的好奇使然，更是以理論創新指導找礦勘探和綠色選冶的必然，也將進一步提升中國引領稀土產業發展的能力。

研究團隊通過系統地質填圖，在白云鄂博主礦和西礦采場及東接觸帶識別出大規模古生代火成碳酸巖。李揚 供圖

他透露，3月底在包頭舉辦的《白云鄂博礦物》專著和新礦物發布會暨白云鄂博礦床地質學術研討會上，發布了“氧鉛燒綠石”和“獻華鈰鈮礦”等新礦物，至此，1959年以來在白云鄂博發現的新礦物增至24個(自2022年以來增至9個)。這些新礦物和新成果的發現，不僅豐富了世界礦物學寶庫，而且為相關研究提供了新的素材和思路，對于礦物學的研究發展具有重大意義。同時，也對摸清白云鄂博稀土等資源“家底”并綜合利用奠定堅實基礎。

過去40年間，中國白云鄂博為世界貢獻66%的稀土產能，改變了世界稀土產業和市場格局。同時，中國稀土萃取分離工藝已達到國際領先水平，并推動整個稀土產業鏈蓬勃發展。

據了解，稀土是指元素周期表中的鈧、釔及鑭系元素等17種金屬元素的總稱，最初因提取困難而命名為稀土。稀土元素以優異的磁、光、電性能及其在國計民生重要領域的廣泛應用，被譽為“工業黃金”和“萬能之土”。

來源：中新網

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