自然资源部深地科学与探测技术实验室发布最新学术成果

　   ◎　本报记者 吴启华

　　记者从自然资源部深地科学与探测技术实验室于7月4日举行的学术成果发布会上获悉，实验室成员副研究员袁学银、研究员杨志明、中国科学院院士侯增谦和美国密苏里州立大学教授Robert Mayanovic通过高温高压实验揭示了碳酸岩中稀土元素的富集与成矿机理。研究成果近期发表在国际综合性学术期刊《科学进展》（《Science Advances》）上。

　　据介绍，稀土元素是元素周期表中镧系元素和钪、钇共17种元素的总称，是全球竞相争夺的重要战略资源。碳酸岩是一种特殊的富含碳酸盐矿物的岩浆岩，尽管数量稀少，却为全世界提供了超过一半的稀土资源。世界上著名的稀土矿床都属于碳酸岩型矿床。然而，由于碳酸岩浆在成分和性质上都非常独特，关于碳酸岩中稀土元素是如何富集并成矿的，长久以来一直是国内外矿床学领域的重要科学前沿和研究热点。

　　大量地质证据表明，在碳酸岩中稀土元素主要结晶为氟碳铈矿、黄碳锶钠石和独居石等矿物，并且矿体中普遍发育富含碱金属（钠和钾）、硫酸根、碳酸根和卤素离子（氟和氯）的熔流体包裹体。这些包裹体具有高温、高压和高盐度特征，是稀土迁移和富集的关键载体。但是熔流体中哪一种（或几种）组分才是控制稀土迁移和富集的关键因素、以及氟碳铈矿、黄碳锶钠石等稀土矿物又是在什么条件下从熔流体中结晶的，目前并不清楚。

　　为了解决上述关键问题，上述研究团队通过结合热液金刚石压腔和激光拉曼光谱实验技术，对不同稀土矿物在碳酸盐熔流体中的溶解和结晶过程开展深入研究。实验发现，当温度超过450摄氏度以后，稀土在富钠的碳酸盐熔流体中开始大量富集，当温度达到650摄氏度时，其富集程度与碳酸岩成矿流体中稀土的含量完全吻合，从而揭示了碳酸钠是碳酸岩中控制稀土迁移与富集的关键因素。

　　此外，实验还发现中低温热液（小于400摄氏度）不能大量迁移和富集稀土，但是会造成黄碳锶钠石等原生稀土矿物发生蚀变，并形成次生氟碳铈矿、碳锶铈矿等，从而改变稀土矿化结果并影响人们对稀土成矿条件的判断。