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中新网北京4月24日电 (记者 孙自法)在中国内蒙古自治区包头市，寓意“富饶的神山”的白云鄂博矿区以占全国稀土总储量九成、占世界探明稀土总量近四成的丰厚储量而成为“稀土之乡”。其巨量稀土资源究竟如何形成？这一谜团长期以来备受关注。
揭开成因之谜
最近，北京大学地球与空间科学学院李扬副教授、中国科学院地质与地球物理研究所李献华院士联合研究团队通过6年持续研究，在白云鄂博识别出4.3亿年前火成碳酸岩，将白云鄂博成矿时代从距今13.2亿年大幅修正为距今4.3亿年，并指出多期碳酸岩岩浆-热液活动是形成世界级稀土矿床的关键因素。
研究团队发现，白云鄂博早古生代碳酸岩岩浆活动贡献了超过70%的稀土资源，且以极富轻稀土为主要特征。
这一颠覆“中元古代主导成矿”传统认知、揭开白云鄂博巨量稀土资源成因之谜的重要基础研究成果论文，北京时间4月24日凌晨在国际学术期刊《科学进展》(Science Advances)上线发表。
进行精细研究
李扬接受记者采访介绍说，白云鄂博矿区的主要稀土矿物为独居石和氟碳铈矿，二者存在于一种被命名为“H8”的白云岩中，这是一种岩浆活动形成的碳酸岩，大致形成于距今约13亿年的中元古代，但稀土矿的定年结果却主要集中在距今约4亿年的古生代。成岩与成矿之间的巨大时间差对破译矿床成因至关重要，矿床发现近百年来一直未能获得突破。
在包钢集团支持下，本次联合研究团队自2019年开始在白云鄂博深入开展地质填图研究，系统厘定了白云鄂博矿区48平方公里范围内的火成碳酸岩分布。进一步的定年研究显示，除形成于13亿年前的白云岩外，白云鄂博还广泛分布有形成于4.3亿年前的火成碳酸岩，后者呈脉状穿切白云岩并与之发生反应。这说明，早古生代的确存在可能携带大量稀土资源的碳酸岩流体。
白云鄂博的稀土资源是否确定由这些流体携带而来？为进一步厘定两期碳酸岩对稀土成矿的贡献，研究团队对4件跨越12个年份、能够反映大尺度和长周期开采稀土特征的精矿样品进行精细研究，并对其中的独居石和氟碳铈矿进行定年统计分析，从而得出本项颠覆传统认知、揭秘白云鄂博巨量稀土资源成因的重要科研成果。
引领产业发展
李扬表示，白云鄂博矿是岩石学、矿物学、地球化学和年代学研究不可多得的一块圣地，探秘白云鄂博矿床成因，不仅是人类对地球演化与自然规律的好奇使然，更是以理论创新指导找矿勘探和绿色选冶的必然，也将进一步提升中国引领稀土产业发展的能力。
他透露，3月底在包头举办的《白云鄂博矿物》专著和新矿物发布会暨白云鄂博矿床地质学术研讨会上，发布了“氧铅烧绿石”和“献华铈铌矿”等新矿物，至此，1959年以来在白云鄂博发现的新矿物增至24个(自2022年以来增至9个)。这些新矿物和新成果的发现，不仅丰富了世界矿物学宝库，而且为相关研究提供了新的素材和思路，对于矿物学的研究发展具有重大意义。同时，也对摸清白云鄂博稀土等资源“家底”并综合利用奠定坚实基础。
过去40年间，中国白云鄂博为世界贡献66%的稀土产能，改变了世界稀土产业和市场格局。同时，中国稀土萃取分离工艺已达到国际领先水平，并推动整个稀土产业链蓬勃发展。
据了解，稀土是指元素周期表中的钪、钇及镧系元素等17种金属元素的总称，最初因提取困难而命名为稀土。稀土元素以优异的磁、光、电性能及其在国计民生重要领域的广泛应用，被誉为“工业黄金”和“万能之土”。(完)
【编辑:刘湃】