中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所研究員何宏平團隊在國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助下，研究揭示了熱帶地區離子吸附型稀土礦床特征及成因。相關成果近日發表于《美國地質學會公報》（Geological Society of America Bulletin）。
全球范圍內對重稀土資源需求的急劇增長，促使人們對離子吸附型稀土礦床的勘探工作擴展到了中國以外的地區。近年來，東南亞的稀土礦床對全球稀土產量的貢獻率逐漸增加。然而，與中國南方亞熱帶地區廣泛研究的稀土礦床相比，目前對這些熱帶地區礦床的特征和成因的全面了解仍顯不足。
勐海稀土礦床風化殼中稀土元素淋濾-富集模型。研究團隊供圖
針對上述科學問題，研究人員選取中國西南部新發現的勐海稀土礦床為研究對象，系統探討了地下水水動力學分帶、氣候條件和地形地貌特征對熱帶地區風化殼的地球化學和礦物學特征的影響，并分析了控制風化殼中稀土元素活化、遷移、富集和分異的主要因素。相關研究取得以下三點認識：
一是，與典型的華南亞熱帶稀土礦床相比，勐海地區在降雨量充沛和同期的高溫氣候條件下，形成了風化程度更強烈、風化層厚度更厚的稀土礦床。此外，勐海地區表層活躍的微生物作用促進抗風化稀土礦物（如獨居石和磷釔礦）的溶解。茂密的植被覆蓋和平緩且均勻分布的地形條件通過降低風化殼表層受到的物理侵蝕強度促進風化殼保存。
二是，勐海地區地下水水動力學分帶顯著影響風化殼中稀土元素的遷移、富集和分異。稀土離子在高速滲流的包氣帶中垂向遷移，并在低速滲流的毛細帶中逐漸富集。水環境差異導致的氧化還原條件變化，使包氣帶出現鈰正異常，而毛細帶呈現鈰負異常。輕重稀土在于毛細帶內部發生緩慢擴散的過程中逐漸分異，形成上部輕稀土礦體-下部重稀土礦體的垂向分層富集結構。
三是，高密度電法可作為識別離子吸附型稀土礦體埋藏深度的有力工具。勐海地區的礦體多賦存在風化殼深部（10-30米），這增加了熱帶稀土礦體勘探的難度。然而，毛細帶與礦體位置在空間位置上耦合，且其電阻率具有自上而下隨含水量逐漸增加而降低的特征。因此，高密度電法通過有效識別風化殼電阻率變化，可準確定位毛細帶位置，進而評估稀土礦體埋藏深度。
該研究發現揭示了熱帶氣候條件下離子吸附型稀土礦床的獨特成礦特征，同時也為熱帶地區離子吸附型稀土礦床的勘探提供了高效、可行的研究方法。
相關論文信息：https://doi.org/10.1130/B38398.1
本文鏈接：熱帶地區離子吸附型稀土礦床特征及成因獲揭示http://m.sq15.cn/show-11-25238-0.html
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