杨岳清，王登红，孙 艳，赵 芝，刘善宝，王成辉，郭维明

（自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037）

稀有（Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf）、稀土（镧系元素+Y）和稀散元素（Ga、In、Ge、Se、Te、Tl、Sc、Re）（本文中简称“三稀”，英文简称3R）在地壳中的含量很低，或者主要处于分散状态，或者较难提取，因此，它们被人类利用的时间都较晚。比如稀土元素，从1794年发现Y（实际上是ΣY组）、1803年发现Ce（实际上ΣCe组），到1947年分离出Pm，共发现16个稀土元素，先后经历了153年。从1950年代开始，人们才逐步了解到稀土元素的本性，开始了在国民经济中应用稀土元素。在稀有元素中，Li是1817年瑞典科学家在分析锂辉石时，确定有一种未知元素的存在，但到1855年才分离出游离状态的金属锂，而直至在第二次世界大战中发现锂化合物的特殊性后，它才被广泛应用。1798年科学家在分析绿柱石时，确定了一种未知元素的存在，但直到1828年德国化学家才获得氧化铍，铍的工业应用也是在第二次世界大战中得到空前发展。铌和钽分别发现于1801年和1802年，但直到1864年瑞士化学家才获得金属铌，1903年瑞典科学家Werner Von Bolton首次获得金属钽，2种金属的广泛应用直到1950年代，钽和铌的分离萃取技术出现后才真正实现。钪、镓、锗、铟、铊、硒、碲等稀散元素的发现历史也普遍较早，但分离出纯金属元素也是很晚的事情，而其应用更是在第二次世界大战后，由于分析测试技术的提高和纯金属提取成本的下降，才在某些工业领域中得以应用。

目前，稀有、稀土和稀散元素矿产品已成为尖端和国防工业不可缺少的材料，而且也正朝着更广泛的民生产品迈进。

1949年后，中国地质学家才认识到稀有、稀土和稀散元素，并考虑寻找和应用它们。1954年中华人民共和国地质部成立，部长为中国著名地质学家李四光，在地质部下属的各局中汇集了众多优秀的矿产地质专家。1956年，为使矿产地质工作在找矿实践和成矿理论的结合上更上一层楼，成立了直属地质部领导的矿物原料研究所，其中“三稀”矿产寻找和研究仍是重点之一，此研究工作一直得到从地质部特调到该所任职的孟宪民、谢家荣、郭文魁、宋叔和、蒋溶、陈正、郭宗山、黄蕴慧等知名专家的关心和指导。几十年来，矿物原料研究所虽几次改名，从地质部矿床地质研究所→中国地质科学院地质矿产研究所→中国地质科学院矿产资源研究所，但三稀资源的寻找和研究工作一直在蓬勃进行着，并取得了显著成绩。

另外，一些工业部门和中国科学院也有众多的“三稀”矿产地质学家。在大家的共同积极参与下，中国的稀有、稀土和稀散元素地质勘查和研究工作从此走上了一条既有长远规划、又快速发展的道路。本文对中国地质科学院矿产资源研究所的科学家们在过去70年在三稀矿产研究方面的主要成果作了回顾性的综述，以启未来。

1 “三稀”研究起步阶段

1950年—1970年是中国矿产资源调查起步阶段，有些稀有金属矿山也创造了奇迹，对促进中国经济、特别是国防工业高速发展做出了巨大贡献。

1.1 典型矿床

（1）新疆可可托海稀有金属矿床

可可托海3号花岗伟晶岩脉的勘探开发，开创了中国寻找稀有金属矿产的先例，奠定了中国稀有金属成矿理论、地质勘探与采、选、冶工业的基础。

可可托海3号花岗伟晶岩型稀有金属矿床，发现于1935年，之后很快受到苏联地质专家和矿业界的关注，大量绿柱石和铌钽铁矿等稀有金属矿产被陆续开采并运往苏联。1950年3月1日，中国和苏联联合成立了“中苏有色及稀有金属股份公司”，对新疆阿勒泰地区、以可可托海3号矿脉为主体的稀有金属矿床开展了有计划的勘查和开发。1955年1月1日起，中苏联营的股份公司下属全部企业由中国新疆有色公司独管，虽然采出的巨量稀有金属矿产品仍全部出口苏联用于抵债，但对这些宝贵矿产品的管控起到了十分重要的作用。从1962年起，稀有金属矿产品停止了出口，直接提供给中国刚起步的尖端企业和国防工业。1964年中国第一颗原子弹成功爆炸；1967年第一颗氢弹成功爆炸及1970年中国第一颗人造卫星“东方红”绕地球运转，可可托海3号矿脉中的稀有金属起到了极其重要的作用，也坚定了中国加快寻找稀有金属矿产、促进高科技工业发展的决心。另外，3号脉通过几十年的开发，它所展现出来的矿物形态和结构，锂、铍、铌钽、铷、铯、锆、铪等稀有金属矿产在矿脉中共同富集特征，及其稀有金属矿物晶体巨大、形态完美，震惊了全世界，其中，锂辉石和磷锂铝石完整晶体可达数米，绿柱石晶体质量达30 t，铌钽铁矿晶体质量达60余kg，铯沸石的晶体质量达9 t，透明水晶质量达500 kg，黄玉单晶质量达17 kg，海兰宝石晶体质量达16 kg，等等。3号脉已成为世界稀有矿产品的聚宝盆，为中国深入研究稀有金属伟晶岩成岩成矿作用提供了极其宝贵的实验场地。

在3号脉发现并开发的启示下，新疆阿勒泰地区伟晶岩型和花岗岩型稀有金属矿产的寻找也有了较大进展，阿木拉宫、大哈拉苏、蒙库卡拉苏及阿斯喀尔特等矿床就是在20世纪60年代先后发现的。矿床地质研究所于志鸿等人1960年从苏联留学回国后，也立即投入到新疆阿勒泰地区稀有金属伟晶岩的考察和研究工作，为中国稀有矿产资源的探索做出了贡献。

（2）内蒙古白云鄂博铌-铁-稀土矿床

白云鄂博铌-铁-稀土矿床，最早于1927年由中国地质学家丁道衡先生发现于，但其中的稀土元素矿物直到7年之后才由何作霖先生确认。1935年，何作霖在《中国地质学会会志》上发表了《绥远白云鄂博稀土类矿物的初步研究》，产生很大震动。虽然当时对稀土元素在工业上的应用还未提到议事日程上，但它在磁、光、电等方面的优异性能已逐步被西方国家所关注，促使人们探寻和利用稀土元素资源。

新中国成立后，中华人民共和国政务院在1950年就专门组建241地质队对白云鄂博铁矿开展普查工作。1953年，刚从东北地质局调到241地质队的著名地质学家陈鑫，根据何作霖先生的鉴定资料，在白云鄂博矿区的白云岩中发现高含量的稀土元素。为此他专门设计了地表采样方案，按200 m线距，25 m为一样段，在25 m内，每隔2 m采一块样，然后累计合为一个样品，试图在铁矿体中及外围进一步了解稀土元素的分布特征。1954年，241队就初步圈定出了稀土矿化带的范围，指出了稀土资源的成矿远景，由此，初步揭开了白云鄂博这个全球最大稀土矿床的神秘面纱。1953年初，程裕淇在一些重要地质会议讲话和地质学报上发表论文，提出了白云鄂博矿床属于“特种高温热液交代”成因的观点。

为了进一步查明白云鄂博的稀土资源，1963年6月，地质部专门组建105地质队对白云鄂博铁矿中的稀土元素开展深入评价工作。地质部矿床地质研究所的白鸽等同志受相关部门委托参与了其中的部分工作。1964年，白鸽在查阅105队提供的菠萝头地区白云岩中矿化分析资料时，发现一些白云岩中Nb2O5的含量明显偏高，第二天，白鸽到原采样点又采取了15 kg样品，经分析w(Nb2O5)达到0.32%，再取样化验后，其含量更高。后来，白鸽等人通过对样品矿物组成的查定，发现了铌铁矿，这在白云鄂博矿区是首次发现，后经深入工作，在白云鄂博东矿以东到菠萝头矿段东部3.5 km长的白云岩分布区发现了一个铌矿化带，矿化带中除有铌铁矿外，还有铌钙矿、易解石、褐铈铌矿等铌稀土元素矿物（白鸽，1965）。这一重大发现，立即受到相关部门的高度重视。1966年12月，105队提交了《白云鄂博铁矿稀有稀土元素综合评价报告》，其中Nb2O5总储量为660万t。

1.2 香花石和含铍条纹岩的发现

中华人民共和国地质部成立后，在其下属地质勘查局工作的孟宪民先生认真回顾和研究了他在1935年于湖南香花岭地区工作所著的《湖南临武香花岭锡矿地质》和系列图件资料，并将其与美国新墨西哥州的含铍条纹矽卡岩做了详细对比后，发现二者有相似之处，进而大胆提出在香花岭地区也可能存在类似的铍矿。1954年，孟先生再次到香花岭寻找含铍条纹岩，并指示同行晚辈黄蕴慧和杜绍华再去香花岭地区开展深入工作，1957他又亲自带领黄蕴慧、杜绍华再次赴香花岭工作，最终确定了含铍条纹岩在香花岭地区的存在，并初步查明了形成环境和分布范围。更值得一提的是，这次考查在一条铍矿细脉中发现了一种浅褐黄色圆粒状矿物，将样品带回北京刚组建的矿物原料研究所，经多种手段综合鉴定，确定其为前所未有的新矿物，即后来大名鼎鼎的香花石（图1a；黄蕴慧等，1958）。该新矿物迅速得到国际新矿物命名委员会的全票认可。这是新中国成立后，中国发现的第一个新矿物，在国内外备受关注。香花石的分子式为：Ca3Li2[BeSi4]3F2，其w(BeO)高达15.7%，w(Li2O)为5.85%（黄蕴慧等，1958）。

图1 香花岭含铍条纹岩（据赵一鸣等，2017）a.香花石-金云母交代岩；b.铁锂云母-金绿宝石条纹岩Fig.1 Photographs of Beryllium bearing striped rocks in Xianghualing(after Zhao et al.,2017)a.Xianghualite-phlogopite metasomatite;b.Zinnwaldite-chrysoberyl striped rocks

1959年，地质部矿物原料研究所的赵春林在香花岭条纹岩中又发现了一种新矿物，即锂铍石，分子式 为：Li[BeSi4]，其w(Li2O)为23.43%，w(BeO)为25.47%。该矿物于1964年被国际新矿物命名委员会确认（赵春林，1964）。孟宪民、黄蕴慧等人于1958年前后在香花岭地区的工作为后期深入探讨香花岭地区的成岩成矿作用奠定了良好的基础，也为在中国寻找铍资源开辟了新路。在此期间，袁忠信（1958；1959）对中国铍矿床的成因类型和工业类型也初步做了总结。

1.3 其他地区的稀有、稀土和稀散元素工作

在此期间，中国其他地区的三稀矿产资源的勘查和研究也不同程度取得了较大进展。

（1）广东首次发现花岗岩型稀有元素矿床

1960年前后，广东省地质局在开展1∶20万区调时，在多幅图的水系沉积物和残坡积中发现了铌铁矿、褐钇铌矿等铌钽矿物（丁孝石等，1964）。进一步追索，发现了博罗524、525、紫金白石坑等多处花岗岩风化壳型及其下的花岗岩型铌钽矿床。其后，在湖南省姑婆山等地也陆续发现了类似矿产地。矿床地质研究所陈德潜、丁孝石、高纪生、李俊华等同志从1961年到1964年积极参与了上述地区的找矿与研究工作（陈德潜，1963；1964），初步查明含矿岩体属于黑磷云母-铁锂云母碱长花岗岩，岩体中铌钽含量虽不是很高，但当露头经风化后，在其风化壳或附近的残坡积中可以形成铌钽矿物砂矿，由于易采易选，满足了国家急需。

（2）江西发现多种稀有金属矿化花岗岩

1966年—1968年，杨岳清和高纪生等在前人工作基础上，对江西赣南地区的一些花岗岩和花岗伟晶岩型稀有金属矿床开展了调查研究，取得了新成果（杨岳清等，1968）：①厘定了海罗岭锂白云母碱长花岗岩型铌钽矿床的成矿特征，含矿岩体的浅成隐爆特征明显，斑状结构发育，铌钽矿物与基质中的钠长石密切伴生，在晚期云英岩中，铌钽矿物特别是细晶石也非常富集；②查明了姜坑里黑磷云母-铁锂云母碱长花岗岩型铌钽矿床的成矿特征，含矿岩体周边有一个似伟晶岩壳，含矿岩体自下而上出现一定的岩相分带（图2），矿化主要发育在云英岩带和富钠长石碱长花岗岩中，稀有元素矿物主要为铌钽铁矿；③对西江排花岗伟晶岩型铌钽锂矿床进行了较深入研究，查明了矿化分带（路峰等，1975），为拓展找矿前景指明了方向。值得一提的是，伟晶岩中具环带结构的粗晶锂电气石非常发育，引人注目，将一般稀有金属矿床拓展到宝玉石矿床的研究，提升了矿产资源的经济价值和社会价值。

图2 江西姜坑里铌钽矿区1号矿体岩相分带示意图1—似伟晶岩带（Ⅰ）；2—云英岩带（Ⅱ）；3—富钠长石花岗岩带（Ⅲ）；4—铁锂云母碱长花岗岩带（Ⅳ）；5—二云母长花岗岩（Ⅴ）；6—震旦系浅变质岩；7—钻孔及编号Fig.2 Lithofacies zoning diagram of No.1 orebody in Jiangkengli Nb-Ta mining area,Jiangxi Province1—Hierographic pegmatoid zone（Ⅰ）;2—Greisen zone（Ⅱ）;3—Albite-rich granite zone（Ⅲ）;4—Zinnwaldite alkali feldspar granite zone(Ⅳ);5—Two mica granite zone(Ⅴ）；6—Sinian epimetamorphic rocks;7—Drill holes and number

1961年—1964年，矿床地质研究所于志鸿、付同泰、冯家麟、邴力夫、甘源明等同志对秦岭东段稀有金属花岗伟晶岩开展了深入且较全面的研究工作（于志鸿等，1964），查明灰池子黑云母花岗岩为外围含稀有金属伟晶岩的母岩，外围伟晶岩根据矿物成分的差异，可分成4个类型，灰池子花岗岩接触带附近为含稀土元素矿化的伟晶岩，向外依次是含铍伟晶岩→含锂伟晶岩和含铌钽伟晶岩。1960年—1962年，于志鸿和张庆松等还研究了云南龙陵黄连沟含铍花岗伟晶岩。1964年—1968年，白鸽、袁忠信和杨岳清对甘肃玉门潘家井的铌钽矿化花岗伟晶岩、新疆星星峡铌钽矿化花岗岩及青海乌兰县北部的含铍花岗伟晶岩进行了野外考察和综合研究（白鸽等，1968）。这些工作为其后找矿新突破奠定了基础。

早在1959年—1960年，中国地质科学院联合长春地质学院、广东省地质科学研究所等十余个单位100多人组成的大宝山综合地质普查勘探研究队开始了对大宝山Te、Re等稀散元素资源的勘查和研究，队长为中国地质科学院习东光副院长，技术负责为谢家荣、郭文魁、张有正、覃慕陶4人。在大量工作基础上，编有《广东韶关大宝山多金属矿区综合地质普查勘探方法研究》。1961年—1963年，胡小蝶、刘梦庚、孙忠和等同志还对当时中国最大的铜矿——甘肃白银厂铜矿中的Se、Te等稀散元素进行了评价研究，为稀散元素的综合利用提供了科学数据（刘梦庚，1962；胡小蝶等，1963）。

在此期间，中国其他部门的稀有金属矿产勘查工作也有重大进展，包括1967年—1974年期间在广西探明的老虎头、水溪庙大型碱长花岗岩型铌钽矿床，1968年—1969年在江西宜春探明的414碱长花岗岩型铌钽锂铍矿床等。四川西部对花岗伟晶岩型稀有金属矿床的勘察也有重大突破。

总之，在1950年至1970年的20年间，中国“三稀”地质工作总体上处于起步摸索阶段，但可可托海3号稀有金属矿脉和白云鄂博铌-稀土-铁矿床的成功勘探与综合开发取得了辉煌成就，相应的科学研究也成绩斐然，为中国国民经济发展、特别是国防和尖端科技打破国外垄断奠定了坚实的基础。

2 “三稀”研究全面发展阶段

1971年—2002年，中国三稀资源的探查获得全面高速发展，并在多领域取得重大突破。矿床地质研究所的科研人员一直为此奋战在诸多战场。

2.1 稀有金属矿产领域的重大进展

2.1.1 对新疆3号脉及阿勒泰稀有金属成矿带有了全新的认识

通过前几十年对新疆可可托海3号脉的勘探、开发，已逐步走上了一条高效和充分利用稀有金属矿产资源的道路。矿床地质研究所邹天人等科研人员从20世纪60年代末开始，对可可托海3号脉、阿勒泰稀有金属成矿带及新疆稀有稀土金属成岩成矿作用和找矿做出了重要贡献。

3号脉位于可可托海矿田的北东部位，在空间形态上呈“草帽状”，其上部为一接近垂直的椭圆形岩钟，下部为缓倾斜的脉体（图3），走向长200 m，沿倾向长1500 m，脉体和围岩-斜长角闪岩的侵入关系清楚，结构分带完整，世界上独一无二（邹天人等，1986；2006）。在上部的岩钟体中可以划分出9个结构带，由外向内是：Ⅰ带—文象变文象伟晶岩带；Ⅱ带—糖晶状钠长石带；Ⅲ带—块体微斜长石带；Ⅳ带—白云母-石英带；Ⅴ带—叶钠长石-锂辉石带；Ⅵ带—石英-锂辉石带；Ⅶ带—白云母-薄片状钠长石带；Ⅷ带—锂云母-薄片状钠长石带；Ⅸ带—块体微斜长石-石英带。缓倾斜部分可划分出7个结构带，由3个连续的带和4个不连续的带组成。3个连续带是：文象变文象伟晶岩带；糖晶状钠长石带；细粒钠长石带。4个不连续带是：块体微斜长石带；白云母-石英带；叶钠长石-石英-锂辉石带；锂云母-薄片状钠长石带。

图3 可可托海3号脉1号勘探线剖面图(据新疆有色勘探局有色701队)1—第四系；2—斜长角闪岩；3—文象-变文象伟晶岩；4—细粒伟晶岩；5—糖晶状钠长石伟晶岩；6—块体微斜长石伟晶岩；7—白云母-石英伟晶岩；8—钠长石-锂辉石伟晶岩；9—石英-锂辉石伟晶岩；10—白云母-薄片钠长石伟晶岩；11—石英核；12—钻孔号及标高Fig.3 Geologic section of exploration line 1 through the No.3 pegmatite vein in Keketuoha（ifrom No.701 Brigade of Xinjiang Nonferrous Exploration Bureau）1—Quaternery;2—Plagioclase amphibolite;3—Graphic-hierographic pegmatite;4—Fine-grained pegmatite;5—Sugar crystal albite pegmatite;6—Massive microcline pegmatite;7—Muscovite quartz pegmatite;8—Albite-spodumene pegmatite;9—Quartz-spodumene pegmatite;10—Muscovite-flaky albite pegmatite;11—Quartz core;12—Borehole number and elevation

3号脉的不同结构带中，稀有金属矿化和相应矿物的发育程度各不相同。w(Li2O)在3号脉中平均为0.356%，但主要集中在Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ带，其中84%的Li2O构成锂矿物。w(Rb2O)在全脉平均为0.108%，主要分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ带，分散于钾长石和云母中。w(Cs2O)平均为0.019%，但只有Ⅷ、Ⅸ带形成铯矿体，大部分铯分散于绿柱石等矿物中。w(BeO)平均为0.063%，主要集中在Ⅱ、Ⅳ带，赋存矿物主要为绿柱石及少量金绿宝石。Nb2O5和Ta2O5主要集中在Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ带，主要形成铌钽矿物，尤其是90%的Ta以矿物形式存在。w((Zr，Hf)O2)在3号脉中平均为0.0037%，赋存矿物为锆石；w(HfO2)在锆石中从Ⅰ带到中部的Ⅶ带，由2.8%→4.19%→4.98%→7.87%→8.09%→8.21%→13.54%，充分反映了铪向伟晶岩岩浆晚期富集的特征。伴随同心环状构造带的形成，其稀有元素矿化顺序为：Be→Be-Nb-Ta→Li-Be-Nb-Ta-Hf→Nb-Ta-Hf→Ta-Cs-Li-Rb-Hf。

邹天人等（1986；2006）通过大量工作，认为3号脉是在一个封闭良好的环境中，原始岩浆经历了长时间的分异结晶作用，可能始于海西中期，一直持续到燕山期。这在世界各地花岗伟晶岩的形成历程中绝无仅有，乃是世界上最典型的重熔花岗岩浆分异形成的稀有金属花岗伟晶岩。

除了3号脉，邹天人和杨岳清等人在新疆有色706队的配合下，对阿勒泰柯鲁木特112号特大型稀有金属伟晶岩脉开展了大量工作（邹天人等，1982）。研究表明，该脉由一条主脉和两条支脉构成，脉体侵入于震旦系—中-上奥陶统二云母片麻岩中，地表出露长度1200 m，地表平均厚3.81 m，向下有膨胀变宽趋势。脉体中可划分出6个矿物组合带：①中粗粒伟晶岩带，分布于脉体的上下盘，约占脉体的7.7%，矿物组合以微斜长石和石英为主，伴有少量白云母和锂辉石；②块体伟晶岩带，分布于①带的内侧，约占脉体的13%，较①带锂辉石含量较高；③石英-钠长石-锂辉石带，约占脉体的70%，也是主要的含矿带，分布在脉体中部和偏下部位，矿物组成中既有早期分异结晶的产物，也有晚期流体相交代作用的产物；④白云母-钠长石集合体，约占脉体的0.20%，是富钠和挥发组分的流体结晶产物；⑤钠长石-白云母-石英集合体，呈不规则小巢状或脉体零星分布，约占脉体的0.1%左右；⑥糖晶状钠长石集合体，是该脉形成最晚期的产物，呈小巢状零星布于矿脉下盘。

柯鲁木特112号脉体中，w(Li2O）平均为1.313%，绝大多数来自锂辉石，锂辉石数量达18.44%，w(BeO)平均0.055%，主要赋存矿物为绿柱石，w(Nb2O5)平均为0.0134%，w(Ta2O5)平均为0.0127%，主要赋存矿物为铌钽铁矿和细晶石。锂、铍和铌钽元素构成独立矿物的概率均高于可可托海3号脉。因此，柯鲁木特112号脉也是一条工业价值很大的Li、Be、Nb、Ta花岗伟晶岩型矿脉。

可可托海3号脉与柯鲁木特112号脉同处于中国非常重要的阿尔泰山稀有金属、宝石和白云母伟晶岩成矿带，已发现伟晶岩脉10万余条，集中分布在35个伟晶岩矿田中，依据控矿构造单元，可划分为“哈龙-青河”和“加曼哈巴-大喀拉苏”两个成矿亚带。前者出露的侵入岩主要是加里东晚期和海西中-晚期花岗岩，占该亚带面积的80%以上，在其周围分布有22个伟晶岩田，约占阿尔泰伟晶岩脉总数的70%，稀有金属矿化发育，是新疆最典型的稀有金属花岗伟晶岩成矿带，找矿潜力巨大。“加曼哈巴-大喀拉苏”成矿亚带中出露的侵入岩主要是海西中-晚期花岗岩，伟晶岩脉占阿尔泰伟晶岩脉总数的30%，可划分出13个伟晶岩矿田，以Be、Nb、Ta矿化为主，个别伟晶岩有Li矿化。

在国家305项目的大力支持下，邹天人等（2006）对新疆稀有、稀土金属矿产的区域成矿规律进行了全面研究和系统总结，出版了《中国新疆稀有及稀土金属矿床》，取得了显著成果：①新疆稀有金属矿床主要分布于阿尔泰山、天山、帕米尔-昆仑山等造山带；②稀有金属矿化与花岗岩具有密切的成因联系；③花岗伟晶岩型是新疆稀有金属矿化的主要类型，但阿斯喀尔特含铍花岗岩也是非常重要的铍矿化类型（邹天人等，1996）；④在新疆可划分出4个稀有金属成矿带、11个成矿亚带、10个矿集区和47个矿田，是新疆今后寻找稀有金属矿床的主要地区；⑤新疆的稀土矿床主要与碱性岩浆活动有关，可将它们分为碱性花岗岩型、碱性正长岩型和碳酸岩型，其中稀土矿产不仅价值巨大，铌（钽）、锆等也有很好的综合利用价值，代表性矿床如下。

新疆拜城县的波孜果尔碱性花岗岩型稀土-铌（钽）-锆矿床（邹天人等，2002），含矿岩体呈东西向展布的岩株，侵入于上志留统的厚层大理岩中，出露面积约3.68 km2。矿石矿物主要为烧绿石和锆石，次为硅锆钙石、独居石、磷灰石、钍石和硅钙钍矿。矿床中w(Nb2O5)为0.068%，w(Ta2O5)为0.0057%，w((Zr，Hf)O2)为0.1708%，w(ΣREE)为0.0765%。估算Nb2O5资源量约19万t，Ta2O5约为1.6万t，锆石约为71万t，ΣREE约21万t。其潜在资源量巨大。

新疆尉犁阔克塔格西碱性正长岩型稀土-铌-钽-锆矿床，含矿岩体呈扁平的椭圆形岩株，出露面积17.5 km2。矿石矿物主要为烧绿石、锆石、硅钛铈镧矿和铌钙钍石。w(Nb2O5)为0.0544%，w(Ta2O5)为0.0068%，w(ZrO2)为0.2099%，w(HrO2)为0.01%，w(REE)为0.0984%。根据初步估算，Nb2O5资源量为1.06万t，Ta2O5为1321 t，ZrO2为4.08万t，ΣREE为1.91万t。其潜在资源量巨大。

新疆巴楚县瓦吉尔塔格碳酸岩型稀土矿床的稀土元素主要赋存在碳酸岩脉中，稀土元素矿物主要为独居石，少量氟碳钙铈矿，稀土元素氧化物质量分数为1.43%~5.91%。

2.1.2 对福建南平富钽矿床的深入研究，显著提升了花岗伟晶岩型稀有金属成矿理论水平

1964年，原福建地质局区域地质调查大队二分队在开展1∶20万南平幅地质调查时，首次在西坑、上林一带水系沉积物中发现锡石、铌钽铁矿等重砂异常，通过对重砂异常追索检查，发现了含锡石、铌钽铁矿的花岗伟晶岩，最终于20世纪80年代初勘查确定了中国当时钽含量最高且规模最大的花岗伟晶岩型稀有金属矿床。1982年，根据地质矿产部的指示，矿床地质研究所和福建闽北地质大队、福建地矿局中心实验室组成专题组，对南平伟晶岩的成岩、成矿规律和成矿机制等开展了深入的研究，取得了丰硕成果。

（1）南平花岗伟晶岩矿田位于闽西北隆起带东南缘，矿田内花岗岩类约占矿田面积的2/3，是加里东期、印支期和燕山期3期岩浆活动的产物，与南平伟晶岩有成因联系的为加里东期西芹花岗 岩。矿田内共发现伟晶岩脉约500余条，绝大部分产出于岩体西侧的中-新元古代黑云斜长变粒岩及二云母片岩中，伟晶岩与围岩的侵入接触关系清楚，总体呈北北东向展布，分布面积达250 km2。

（3）白云母-钠长石-锂辉石伟晶岩不仅具有良好的结构分带，同时还发育晚期强烈的交代蚀变作用（图4）。一些边部的结构带常由晚期形成的交代蚀变带构成，在中部也常出现一些不规则的石英-钠长石组合叠加在早期结晶分异形成的结构带上，这在中国众多花岗伟晶岩矿田中十分少见。铌钽等稀有元素矿化既与一定的结晶分异有关，也和强烈的蚀变作用密切相伴。

图4 福建南平花岗伟晶岩矿床31-2脉结构图1—中-新元古代二云母片岩；2—中-新元古代斜长变粒岩；3—石英-叠层白云母带；4—块体钾长石带；5—块体石英（核）；6—块状羟磷铝锂石带；7—蚀变羟磷铝锂石+锂辉石带；8—糖晶状钠长石带；9—细鳞白云母-薄片状钠长石带（该带中绿柱石普遍发育，图中“+”部位是相对集中区）；10—石英-细磷白云母带；11—晚期石英脉注：不同带之间实线表明为界线分明，虚线为过渡。Fig.4 Schematictexture diagram of 31-2 vein in Nanping granite pegmatite deposit,Fujian Province1—Middle-Upper Proterozoic two mica schist;2—Middle-Upper Proterozoic plagioclase granulite;3—Quartz laminated muscovite zone;4—Blocky K-feldspar zone;5—Blocky quartz(core);6—Blocky monterbrasite zone;7—Altered monterbrasite+spodumene zone;8—Sugar crystalline albite zone;9—Fine scale muscovite-flake albite zone（beryl is widely developed in the zone,in the figure,“+”is the relatively concentrated part）;10—Quartz-fine scale muscovite zone;11—Later stage quartz vein Note:the solid line between different zones having clear boundary,and the dotted line having transition boundary

（4）矿脉中除铷外，锂、铯、铍、铌钽、锆（铪）等稀有元素均主要以独立矿物形式产出，种类较多，其中：①锂矿物有6种（杨岳清等，1995），包括锂辉石、羟磷铝锂石、磷锰锂矿、磷铁锂矿、柱磷锶锂矿和磷铝钙锂石，工业意义较大的是前2种，以粗晶、块状形式出现在石英-锂辉石-钾长石带和石英-锂辉石-羟磷铝锂石带中，其数量可达15%~30%，但由于后期强烈的热液蚀变，有相当部分转变成了具锂辉石和磷锂铝石假象的绢云母集合体（腐锂辉石）；②铯矿物有铯沸石和南平石2种：前者出现在伟晶岩的核心部位，构成铯沸石块体带，被石英-羟磷铝锂石带及石英-锂辉石带所包围；后者是杨岳清等人（1988）发现的新矿物（以产地命名为南平石），产于脉体中心、主要发育在富铯沸石的石英-（锂辉石）羟磷铝锂石带中。目前在世界还未发现第二个产地；③铍矿物有8种：绿柱石、磷铍钙石、红磷铍锰矿、硅铍石、羟硅铍石、硅铍钇矿、Strontiohurbtite和Minji‐angite。后二个矿物是饶灿于2012年和2013年在南平31号伟晶岩脉中发现的。绿柱石数量最多，多呈块体，可分成几个世代，其w(Cs2O)和w(Na2O)普遍在1%以上，它在矿脉中的含量一般不足0.4%，但却占据了伟晶岩中铍含量的82%；④铌钽矿物有6种：铌铁矿-钽铁矿组、重钽铁矿、锡锰钽矿、细晶石、褐钇铌矿和钽铁金红石，颗粒普遍粗大，是南平伟晶岩中最主要的稀有金属矿物（杨岳清等，1989）；⑤磷酸盐矿物达20种，其中有14种是在中国首次发现（杨岳清等，1994）。另外，锡石在伟晶岩矿脉中含量也颇高，颗粒粗大，特别是其中的w(Ta2O5)常在3%以上，有很好的综合利用价值（Yang et al.,1995）。

总之，南平伟晶岩成岩成矿作用非常复杂，由此形成的稀有元素矿物种类之多，在中国同类伟晶岩中首屈一指，至今发现的3个稀有元素新矿物，在世界上仍独一无二。南平伟晶岩不仅为中国提供了以富钽为特色的易选稀有金属矿产品，也为揭示花岗伟晶岩型稀有金属成矿机制提供了非常宝贵的研究基地。

另外，对华南地区大量的稀有金属花岗岩进行综合分析研究后，认为这类矿化岩体主要形成于浅成-超浅成环境，因而，对一些稀有金属矿化岩体首次提出可将它们归为斑岩类型的认识（袁忠信等，1981）

2.1.3 对香花岭含铍条纹岩的成岩成矿机制有了更清晰的认识，发现了特殊的431脉

自1958年在湖南香花岭首次发现含铍条纹岩和香花石之后，该地区的找矿和科研工作一直受到中国矿床地质工作者的关注，香花岭地区已成为中国一个特殊的以锡、铍、铌、钽为主的多金属矿田（图5）。经湖南省有关地勘单位多年工作，锡、铍资源已达大型规模，铌、钽及其他稀有金属的探查和研究也取得了可喜成绩。其后，黄蕴慧在香花岭条纹岩中又发现了一个新矿物，为纪念她的导师孟宪民先生，将其命名为孟宪民石（黄蕴慧等，1989），其分子式为：(Ca,Na)4(Mg,Fe,Zn)5Sn4Al16O41。此外，张德全等通过多年在香花岭地区的艰辛工作，对含铍条纹岩成岩成矿作用的认识又有了提高。

图5 湖南香花岭Sn-Be-多金属矿田区域地质图（据赵一鸣等，2017修改）1—三叠系；2—二叠系；3—石炭系；4—上泥盆统；5—中泥盆统；6中泥盆统下部砂页岩；7—寒武系；8—燕山期花岗岩；9—花岗斑岩；10—香花岭岩；11—中泥盆统下部铁质层；12—锡矿；13—钨矿；14—铌钽矿；15—铍矿；16—不整合面；17—断裂；18—推测断裂Fig.5 Regional geological map of the Xianghualing Sn-Be-polymetallic orefield,Hunan Province(modified from Zhao et al.,2017,Slightly modified)1—Triassic;2—Permian;3—Carboniferous;4—Upper Devonian;5—Middle Devonian;6—Sandy shale in lower part of Middle Devonian;7—Cambrian;8—Yanshanian granite;9—Granite porphyry;10—Xinghualite;11—Iron bearing bed in lower part of Middle Devonian;12—Tin deposit;13—Tungsten deposit;14—Niobium-tantalum deposit;15—Beryllium deposit;16—Unconformity;17—Fault;18—Inferred fault

含香花石和锂铍石的条纹岩总体是一种含铍接触交代岩（张德全等，1988；王立华等，1988；赵一鸣等，2017）。产于癞子岭花岗岩体中的中泥盆统棋子桥组碳酸盐岩的捕掳体及岩体外接触带的碳酸盐岩中。条纹构造主要由以金绿宝石或金绿宝石+塔菲石为主的条纹与萤石+铁锂云母或萤石+氟硼镁石的条纹相间组成。根据主矿物组成的差异，还可进一步分成铁锂云母条纹岩、氟硼镁石条纹岩、金绿宝石条纹岩、粒硅镁石-磁铁矿条纹岩、金云母-绿泥石条纹岩。这些条纹岩中以发育萤石和氟镁石等高氟矿物为特征，还普遍存在数量不等的金绿宝石、塔菲石、铁锂云母、锂霞石等锂铍矿物，铍的含量普遍达到工业要求。在条纹岩形成之后，晚期的热液活动又产生了不同成分的交代岩脉，可分成香花石交代岩脉、金云母交代岩脉、粒硅镁石交代岩脉、符山石脉-磁铁矿交代岩脉、萤石脉-绿泥石脉交代岩及韭闪石交代岩脉等，其中香花石交代岩脉宽数厘米至20余cm，主要呈不规则脉体交代铁锂云母条纹岩和金绿宝石条纹岩，w(BeO)平均为0.202%。目前在香花岭条纹岩中已发现12种铍矿物，这在中国和世界各类铍矿床中都是独一无二的，是世界铍资源的瑰宝。

另外，分布于癞子岭岩体东侧一条近东西向的脉岩（431矿脉），因成岩成矿作用的特殊性，曾受到矿床地质工作者的普遍关注。该脉长近1800 m，宽1.4~18.4 m，脉体和围岩关系清晰，围岩和脉体中的捕掳体极少产生交代蚀变，而且脉体从边部到中心还有一定的结晶分带现象，铌钽矿化较均匀，w(Ta2O5)普遍大于w(Nb2O5)。此外，Li、Be、W、Sn的含量也接近工业指标，但其矿物成分和蚀变作用不论在水平方向还是在垂直方向上均变化较大。黄蕴慧等人通过近10年的研究，总体认为与翁岗岩相似，但差别大于相似，故将431矿脉命名为“香花岭岩”（杜绍华等，1984）。总之，铌、钽元素的这一新矿化类型的确定在理论上和实际应用上都是非常有意义的。

福州市经过一年的美丽乡村规划设计陪伴式服务实践，相对以往的改善效果比较明显，为进一步完善美丽乡村规划设计陪伴式服务体系和机制提供了更多可能性，继续推行规划设计陪伴式服务是美丽乡村优化建设的必行之路。

2.1.4 青藏高原盐湖中锂，铯等稀有金属的探寻获得重大进展

在中国广阔的青藏高原，分布着成百上千的盐湖，其中蕴藏有丰富的钾-镁-硼-锂等资源，中国著名的盐湖学家、中国地质科学院盐湖与热水资源研究发展中心主任、中国工程院院士郑绵平先生和他的团队，数十年坚持不懈探索盐湖中的锂等资源做出了巨大贡献。

（1）青藏高原盐湖中的锂，占中国锂资源量50%以上，成矿潜力巨大（郑绵平，1990；2007；赵元艺等，2003）。这种卤水型锂矿，可进一步分成碳酸盐型、硫酸盐型和卤化物型3种。碳酸盐型锂资源主要分布于西藏西北部的扎布耶盐湖和东部的班戈-杜佳里盐湖中，初步探明锂资源量分别为837万t和50万t。扎布耶盐湖呈南北向展布，分南、北2个湖，北湖为卤水湖，面积为98 km2，近年有少量盐类沉积，南湖为半干盐湖，分盐滩和卤水两部分，面积分别为93 km2和45 km2。该湖为世界罕见的综合性盐湖，除富含Li、B、K外，也富含Br、Rb、Cs等元素，盐类矿物主要有石盐、钾石盐、硼砂，芒硝等，郑绵平于1987年发现的扎布耶石(Li2CO3)就产在该湖。该湖也是目前世界上唯一产天然碳酸锂的盐湖，因此对它的研究和开发具有重要意义。班戈-杜佳里湖位于西藏北东部，呈东西向展布，分3个湖，卤水中锂含量也较高，折合成LiCl约为430 mg/L，远高于工业品位要求，盐类矿物主要有芒硝、无水芒硝、钾芒硝、石膏、水菱镁矿、含锂菱镁矿等。

硫酸盐型锂资源主要分布于柴达木盆地和藏北碳酸盐型锂湖北侧，在柴达木盆地已查明11个锂含量达工业品位的硫酸盐型盐湖，其中的东台吉乃尔湖中Li资源就有55万t，还有33万t的B2O3。另外，在藏北高原还有扎仓茶卡和鄂雅错等含锂的硫酸盐型盐湖。

2种盐湖锂资源的开发已逐步提到议事日程上，大规模开发Li2CO3的盐田工艺技术基本成熟。对硫酸盐型锂资源的开发也有可行的技术方法。

（2）1991年，郑绵平曾在西藏高原部分泉水中发现高含量的铯，引起人们的关注（赵元艺等，2006；2009；2010）。郑绵平在较长时间里还开展了铯的提取实验，并取得了较重要的成果，并于1998年获国家科学技术进步二等奖。根据铯的赋存状态，可分成硅化型铯矿和盐湖型铯矿。

硅化型铯矿又可分为搭格架型和谷露型。搭格架型以热水成矿作用为主，生物作用为辅，根据矿石中的圈层特征，它们应形成于5个阶段，从早到晚，矿石中的w(SiO2)呈降低趋势，而w(Na2O+Al2O3+K2O+CaO)与w(Cs2O)呈升高趋势，在矿区-Na型水体（pH=8.5）中,w(Cs+)为6626×10-9~7395×10-9；在-Na型水体中，w(Cs+)为1422×10-9，w(SiO2)为80.0`%~91.8%，w(Al2O3)为0.03%~8.14 %，成矿物质主要由热水提供。谷露矿区含铯硅化物的形成也可划分为5个阶段，早期硅化体中有粗大空隙状或蜂窝状构造，角砾状构造，细小空隙状构造等，晚期则出现致密块状构造与鲕状构造等。硅化矿物主要为蛋白石，其中w(SiO2)最高达97.48%，w(CaO+Na2O+MgO)最高达3.2%，w(Cs2O)最高可达3.57%。随时间从早到晚，SiO2呈现出明显的降低趋势，而Cs2O含量则呈升高趋势。

盐湖型铯矿主要发育于扎布耶钙华岛，形成于3个阶段，钙华的构造类型有层状构造、蜂窝状构造、鲕状构造、块状构造等。3套钙华的w(CaO)基本一致，平均值为49.49%~51.16%。钙华中，w(Cs)出现4.54×10-6→6.68×10-6→5.34×10-6的变化，而w(Li)呈现109.9×10-6→116.5×10-6→136.9×10-6的升高变化趋势。研究表明，扎布耶盐湖的Li、Cs、B等组分的源区是深部的重熔岩浆，泉水为携带成矿物质的载体。其中所含的铯、锂等元素一部分保存在钙化物中，另一部分随泉水汇入盐湖中，由于盐湖的持续蒸发，使湖中的铯等稀碱金属元素含量增高，形成盐湖型铯矿。

2.2 稀土矿产领域的突破性进展

2.2.1 对白云鄂博矿床的成因，首次提出与碳酸岩有成因联系的观点

白云鄂博矿区自发现铌矿化之后，矿床地质研究所派出以白鸽和袁忠信为首的研究团队，对白云鄂博矿床中铌和稀土元素的成矿环境、成矿条件及其成因机制开展了系统工作（白鸽等，1983；1996；白鸽，2012；袁 忠 信 等，1987；1991；2004；袁 忠 信，2012）。1977年，通过与国内外类似矿床对比之后，他们首次提出了白云鄂博铌-稀土-铁矿床的形成与碳酸岩有密切成因联系的新认识（中国地质科学院矿床地质研究所稀有组，1977）。后经多年工作，更准确地将其界定为海相火山碱性岩-碳酸岩型矿床。

白云鄂博矿床在大地构造上处于狼山-白云鄂博裂谷带，区域上出露的最老地层为色尔腾山群，其上不整合覆盖有中元古界白云鄂博群，该群中的白云石大理岩和一套富钾板岩构成白云鄂博矿区的主要赋矿层位（图6）。因此，白云石大理岩和富钾板岩的成因、矿体在这2种岩层中的产状也就成了揭示矿床成因的核心问题。白鸽和袁忠信等人的认识可总结为如下几方面。

图6 白云鄂博矿区地质示意图（据袁忠信等，2012）1—逆掩断层及实测断层；2—推断断层；3—地质界线；4—推断地质界线；5—铁矿体及其编号；6—隐伏磁异常带；7—碳酸岩脉；8—大理岩H1~H15—白云鄂博群；C—石炭系；Q—第四系；H—白云鄂博群残留体；DT—白云石大理岩；ST—板岩；BR—黑云母岩；ε—变质超基性岩；μ—混合片麻岩；γ—花岗岩；γμ—混合岩化花岗岩；δ—中基性岩Fig.6 Schematic geological map of Bayan Obo deposit（after Yuan et al.,2012）1—Thrust fault and measured fault;2—Inferred fault;3—Geologic boundary;4—Inferred geologic boundary;5—Fe orebodies and number;6—Concealed magnetic anomal;7—Carbonate veins;8—Marble H1~H15—Bayan Obo Group;C—Carboniferous;Q—Quaternery;H—Residual of Bayan Obo Group;DT—Dolomite marble;ST—Slate;BR—Biotitite;ε—Metamorphosed ultra-basic rock;μ—Migmatic gneiss;γ—Granite;γμ—Migmatic granite;δ—Intermediate-basic rocks

（1）白云石大理岩在矿区呈东西向展布，长约18 km，最宽处有1200 m。下伏岩石为砂质板岩和石英砂岩，三者之间的沉积关系清晰。白云岩中主体为铁白云石和白云石，次要矿物有方解石、磁铁矿、萤石、钠闪石和钠铁闪石，少量磷灰石、重晶石、金云母、钠辉石、菱铁矿、微斜长石、石英及镁橄榄石。矿石具重结晶结构和交代结构，条带状构造和层状构造，有时见斑杂状、块状及角砾状构造。矿物成分之复杂，在正常滨海相沉积的白云岩中是难以见到的，但在海相火山喷溢沉积并受后期变质作用的岩浆碳酸岩中则常见。白云鄂博白云岩和世界碳酸岩的主要化学成分也很相似（表1）。

表1 白云鄂博的白云岩和世界碳酸岩的成分对比（w(B)/%）Table 1 Composition comparison between dolomite in Bayan Obo and carbonatite in the world（w(B)/%）

（2）矿区板岩位于白云鄂博向斜的轴部，与白云岩构成同步褶皱。根据颜色差异，可分为浅色板岩和深色板岩，其共同特征是均富钾。浅色板岩的w(K2O)在15%左右，深色板岩w(K2O)变化于7.13%~15.75%。2种板岩的组成矿物中微斜长石占80%以上，其他矿物有石英、钠闪石、霓石、黑云母、磁铁矿、方解石和磷灰石等。显然，这不是正常浅海相或滨海相细碎屑沉积产物。此外，这些矿物虽然普遍受到后期热液蚀变，但火山岩的结构构造仍有显示，初步认定这种富钾板岩的原岩可能是富碱的火山粗面岩类。

（3）白云鄂博矿床中已发现矿物达190种，铌（钽）矿物和稀土元素矿物各约20余种，其矿物组合与碱性岩-碳酸岩杂岩体中的矿物组合基本一致。其中，铌-稀土-铁矿石主要有如下几种：块状铌-稀土-铁矿石、萤石型铌-稀土-铁矿石、霓石型铌-稀土-铁矿石、钠闪石型铌-稀土-铁矿石和白云石型铌-稀土-铁矿石。铌-稀土矿石主要有如下几种：黑云母岩型铌-稀土矿石；霓石型铌-稀土矿石；碱性长石、霓石型铌-稀土矿石；白云石大理岩型霓石型铌-稀土矿石和矽卡岩型霓石型铌-稀土矿石。铌-稀土-铁矿体主要分布于白云石大理岩和板岩的接触带，铌-稀土矿石主要分散于白云石大理岩和板岩内。矿体的产状表明，大理岩、板岩及二者中的矿体是在碱性碳酸岩浆和粗面质岩浆喷发过程中形成的。

（4）主矿区、东矿区赋矿白云岩10个样品的铷锶同位素分析结果，87Sr/86Sr=0.703 43~0.705 41，平均0.704 33，与大洋玄武岩很接近，说明白云岩不是在海洋沉积环境产生的，而是从地壳深部带上来的。

（5）主矿区、东矿区14件铌-稀土-铁矿石和铌-稀土矿石的钐钕同位素等时线年龄值为（1305±78）（25）Ma，INd＝0.510 966±34（25），MSWD=1.18（袁忠信等，1991）。12件样品的球粒陨石钕模式年龄Tchur=1290 Ma。等时线年龄与球粒陨石模式年龄十分接近，表示εNd(t)值近于0，说明白云鄂博矿床的铌、稀土元素、铁等成矿物质直接来自地幔。也曾出现加里东和海西期的年龄，表明在主成岩、成矿期之后，还存在多期构造-岩浆热事件。

（6）矿床中大量硫化物的δ34S值多集中于0，白云石大理岩的氢、氧同位素组成与国外碳酸岩的氢、氧同位素组成非常接近，δ18O变化于8‰~12‰，δ13C变化于-1.6‰~-4.9‰。

根据上述工作，白鸽和袁忠信等提出：在中-新元古代，沿断裂上升的碳酸岩浆和粗面质岩浆在海底发生喷溢，铌、铁、稀土元素等成矿物质也随着火山岩浆在海底冷凝沉积过程中，在两种岩浆的接触带或在层间形成含矿地质体（图7）。这一认识对区域找矿指出了较明确的方向。

图7 内蒙古白云鄂博Nb-Fe-REE矿床成矿模式图(据袁忠信等，2012)1—古老基底岩石；2—火山喷溢碳酸岩；3—火山喷溢粗面岩-玄武岩；4—幔源熔体-溶液上升通道；5—碱性辉长岩及碳酸岩脉；6—海水及海平面；7—黑云母花岗岩；8—矽卡岩；9—Nb-Fe-REE矿石沉积；10—晚期叠加矿化Fig.7 Schematized mineralization model of Bayan Obo Nb-Fe-REE deposit in Inner Mongolia（after Yuan et al.,2012）1—Ancient basement rocks;2—Volcanic eruption carbonatite;3—Volcanic eruption trachyte basalt;4—Mantle derived melt-solution ascending channel;n5—Alkaline gabbro and carbonatite dikes;6—Seawater and sea level;7—Biotite granite;8—Skarn;9—Nb-Fe-REE ore deposition;10—Late superimposed mineralization

2.2.2 对内蒙古巴尔哲碱性花岗岩型Y-Be-Nb-Zr矿床成矿作用的深入探讨，厘定了成矿物质来源和成矿时代，发现了新矿物兴安石

1975年，吉林省地质矿产局区域地质调查大队在开展1∶20万吐列毛都幅区域地质调查工作时发现了巴尔哲碱性花岗岩型稀土稀有金属矿床。1980年初，白鸽、袁忠信、丁孝石、孙鲁仁等积极参与了该矿床的研究（白鸽等，1981）。巴尔哲碱性花岗岩侵入于下侏罗统富碱流纹质晶屑岩屑凝灰岩中（图8），矿区地表出露的2个碱性花岗岩株来自同一岩浆源。西岩体的稀有、稀土金属矿化较均匀，但品位则明显偏低，东岩体具有良好的稀土、稀有金属矿化，出露面积约0.3 km2，斑状结构，斑杂状构造。岩体既有良好的结构分带，又有晚期强烈的交代蚀变作用，从上到下依次是：①伟晶状花岗岩带；②钠长石化硅化碱性花岗岩带；③弱钠长石化硅化碱性花岗岩带；④微弱钠长石化硅化碱性花岗岩带；⑤钠闪石碱性花岗岩。②带中80%部位构成矿体，矿化和后期钠长石化关系非常密切。Y、Be、Nb、Zr主要以独立矿物产出，稀有、稀土元素矿物有兴安石、褐钇铌矿、氟碳铈矿、独居石、复稀金矿、铈烧绿石，以及铌铁矿、铌铁金红石、锌日光榴石、铌星叶石、铁钍石、锆石等。

图8 巴尔哲含矿岩体地质示意图(据袁忠信等，2012)1—第四系；2—凝灰岩夹流纹岩；3—晶洞构造碱性花岗岩；4—钠长石化硅化碱性花岗岩；5—伟晶状花岗岩带；6—细晶岩；7—长石斑岩；8—闪长玢岩；9—断层；10—片理化带；11—侵入接触界线；12—钠长石化地段；13—硅化及角岩化地段；14—相变界线；15—勘探线；16—火山岩产状Fig.8 Geological sketch map of Barzhe ore-bearing intrusions（after Yuan et al.,2012）1—Quaternary;2—Tuff with rhyolite;3—Crystallographic alkaline granite;4—Albitization-silicified alkaline granite;5—Pegmatite granite zone;6—Aplite;7—Feldspar porphyry;8—Diorite porphyry;9—Fault;10—Schistosity zone;11—Intrusive contact boundary;12—Albitization section;13—Silicification and hornfelization section;14—Lithofacies transition boundary;15—Exploration line;16—Occurrence of volcanic rocks

兴安石（Xinganite）是丁孝石等(1981)发现的新矿物，其化学式为(Y,Ce)[BeSiO4](OH)；w(BeO)为10.4%，w(ΣCe2O3)为3.6%，w(Y2O3)为15.7%；是巴尔哲矿床中Be和REE的主要载体矿物。兴安石与微斜长石、钠闪石、霓石、多钛铌矿等矿物密切共生。另外，在兴安石中常包裹有铌铁矿、独居石和锆石等微晶矿物。锆石在岩石中的含量可达3.5%。经3个钻孔309个样品的分析统计w(BeO)平均为0.175%，w(Nb2O5)为0.269%，w(Ta2O5)为0.015%，w([Y]2O3)为0.355%，w([Ce]2O3)为0.265%，w(ZrO2)为1.99%。铍、铌、钽、锆、稀土元素，特别是钇的储量均达超大型-大型规模。因此，巴尔哲是一个极具潜在价值的稀有、稀土矿床。

巴尔哲东岩体的δ18O值为-5.61‰~+2.87‰，平均-2.67‰；岩石中的石英δ18O值为+4.16‰~+6.00‰，钾长石δ18O值为-4.81‰~-10.42‰。据此判断巴尔哲碱性花岗岩为明显贫化18O的花岗岩；结合锶钕同位素组成，判断其原始岩浆主要来源于地幔。成岩成矿时间为燕山期。

2.2.3 确定了川西牦牛坪等稀土矿床和在成因上有联系的碱性岩-碳酸岩是喜马拉雅期产物

牦牛坪稀土矿床由四川省地质矿产局109地质队于1986年发现。之后，又陆续发现了大陆槽、木落寨、里庄等同类稀土矿床。目前，该地区已形成一条近南北向、长达270 km、宽约15 km的稀土成矿带，其重要性仅次于白云鄂博。袁忠信和白鸽等在上世纪90年代初就参与了该矿床的研究（袁忠信等，1993），并出版了《四川冕宁牦牛坪稀土矿床》专著（袁忠信等，1995）。

牦牛坪等矿床所在的冕宁-德昌地区处于扬子陆台西缘的攀西二叠纪古裂谷中，该裂谷在中生代末已封闭，但从牦牛坪等稀土矿床的成矿特征和相关岩浆活动痕迹看，其成岩成矿作用明显是在裂谷封闭之后发生的。控制它们的构造是一组呈NNE向分布的走滑断裂。

在牦牛坪矿床内，控岩、控矿断裂构造总体上表现为一组向北撒开、在南部收敛的NNE向断裂组，目前见到的火成岩主要有碱长花岗岩、英碱正长岩、碱性流纹岩、碱性花岗斑岩及碳酸岩，其中分布最广的是碱长花岗岩，而与与稀土成矿关系最密切的是英碱正长岩，主要分布在矿区北部。

矿体以多种不同类型、大小不同的脉体分布于英碱正长岩内（图9），脉体的厚度30 cm左右,细网脉多沿大脉体旁侧平行或菱形网格展布。矿石主要有如下几类：①伟晶状氟碳铈矿-霓辉石-萤石-重晶石大脉；②氟碳铈矿-霓辉石-萤石-重晶石细网脉；③伟晶状氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石大脉；④氟碳铈矿-萤石-重晶石-方解石细网脉；⑤伟晶状含氟碳铈矿-霓辉石-微斜长石大脉。以①类型分布最广，矿化最好，是矿床中最主要的矿体，各矿体的品位变化较大，w(RE2O3)变化于1.04%~9.05%，全矿平均5.156%；矿石中ΣCe2O3占97.42%~98.74%，ΣY2O3占1.26%~2.58%。

图9 牦牛坪矿区地质简图（引自袁忠信等，2012）1—泥盆系中统；2—碱性流纹岩；3—紫红色碱长花岗岩；4—浅灰色碱长花岗岩；5—文象碱长花岗岩；6—英碱正长岩；7—矿体及编号；8—勘探线及编号Fig.9 Geological sketch map of Maoniuping mining area(Quoted from Yuan et al.,2012)1—Middle Devonian;2—Alkaline rhyolite;3—Purplish red alkaline feldspar granite;4—Light gray alkaline feldspar granite;5—Graphic texture alkaline feldspar granite;6—Dacite syenite;7—Orebody and its number;8—Exploration line and its number

与稀土成矿关系最密切的英碱正长岩中锆石的U-Pb同位素年龄为12.2~22.4 Ma，表明稀土元素成矿及其相关碱性岩-碳酸岩活动均发生于喜马拉雅期，牦牛坪碳酸岩的铅、锶、钕同位素组成为：206Pb/204Pb=18.162~18.194；207Pb/204Pb=15.536~15.567；208Pb/204Pb=38.283~38.390；87Sr/86Sr=0.70605~0.70691；143Nd/144Nd=0.512 327~0.512 436。碳酸岩的铅、锶、钕同位素组成与EMI型地幔源区的同位素组成基本一致。流体包裹体和稳定同位素研究表明，成矿流体来源于地幔碳酸岩-正长岩不混溶岩浆系统。

候增谦等（2008）认为，冕宁-德昌地区广泛分布的碱性杂岩-碳酸岩及相关的稀土成矿作用可能受制于西侧印度-亚洲大陆碰撞产生的一系列新生代走滑断裂活动，来自于地幔的碱性岩-碳酸岩岩浆沿断裂上升，并切穿了早期形成的古裂谷后冷凝定位，成矿流体来源于不混溶岩浆体系，并在环境多次变化过程中形成了不同类型的碱性岩-碳酸岩及不同成矿方式的稀土矿床。

2.2.4 江西足洞离子吸附型稀土矿床的发现及其成矿机理的揭示，使稀土资源得到广泛应用，极大的提高了中国在国际市场上的地位

如果说白云鄂博稀土矿的发现，在国际上独占鳌头，主要是因其规模巨大；而足洞离子吸附型重稀土矿床的发现，则填补了世界稀土表生作用风化壳中成矿空白，并且独领风骚。20世纪70年代初，江西地质矿产局908地质队在赣南一带开展区域地质矿产调查工作时（赵芝等，2017a，图10），在赣南足洞白云母花岗岩风化壳（即701矿）中发现稀土元素含量明显超过国家工业指标。根据传统观念，在风化壳中一定会有大量稀土元素矿物存在，但多次选矿试验结果却事与愿违，那么，风化壳中的稀土元素究竟以什么形式存在？这个矿能否利用？就成了一个前无先例，需要努力去攻克的新课题。

图10 江西足洞矿床区域地质简图（据赵芝等，2017a）Fig.10 Regional geological map of zudong deposit in Jiangxi Province（after Zhao et al.,2017a）

1971年初，908地质队和江西地质实验室在攻克上述难题过程中，首先向中国地质科学院地质矿产研究所提出了帮助攻关的邀请。地质矿产研究所即派出高纪生、陈德潜和杨岳清前往足洞“701”矿床考察。考察约一周后，三人带回一批风化壳和基岩样品。不久，江西地质实验室的胡淙声来北京，告知江西赣州有色研究所用NaCl溶液浸泡足洞含稀土的风化壳样品后，NaCl溶液中稀土元素含量明显增高。杨岳清等在北京多次重复做了实验，得出类似结论，并在金秉慧的指导下，用草酸很快将溶液中的稀土元素沉淀了下来。但稀土元素在以黏土矿物为主的风化壳中究竟以何种形成存在还不清楚。其后，研究者请教了黏土室的郑直和吕达人两位专家，他们告知，黏土有吸附和交换阳离子的性能。那么，稀土元素是否存在于黏土矿物中？他们也未听说过，建议做一些实验。在郑直先生指导下，在3个多月的时间里做了如下实验：①在自己动手装建的电渗析和电泳实验设备上，发现用NaCl溶液浸泡出来的稀土元素，在开动电渗析和电泳实验设备后，仅在阴极析出，而在阳极不存在；②郑直先生提供的无稀土元素含量的苏州和景德镇高岭石黏土样品，放在含稀土元素的溶液中，两类黏土均可吸附稀土元素。把这些吸附了稀土元素的黏土再放到NaCl溶液中浸泡，其中90%以上的稀土元素又转入到NaCl溶液中；③对足洞风化壳中的黏土提纯后，发现其中的稀土元素含量明显高于原始风化壳中的含量。期间，对在701矿床中新发现的砷钇矿也开展了深入的矿物学研究工作。

1971年下半年，原国家地质总局组织中国地质科学院地质矿产研究所、四川峨眉综合利用研究所和江西地质实验室协同908地质队针对“701”矿勘查中存在的问题进行大会战。地质矿产研究所派出高纪生、陈德潜、黄典豪和杨岳清等4人参加。通过近半年的野外调查和室内研究，取得了如下成果。

（1）“701”风化壳型稀土矿的原岩主要为白云母碱长花岗岩，其中钠长石（An＜5）占31.07%，钾长石为25.05%，石英34.54%，白云母7.38%。含较多稀土元素矿物，包括氟碳钙钇矿、硅铍钇矿、砷钇矿、钛钇矿、独居石、磷钇矿、铅烧绿石以及含稀土较高的萤石和磷灰石等。稀土元素在白云母花岗岩中主要赋存在稀土元素矿物中，占岩石稀土元素总量的69.47%，其中氟碳钙钇矿占到59.88%，长石、云母等造岩矿物占25.78%，萤石等副矿物占4.16%。

（2）在白云母花岗岩的风化壳中，原岩中的钠长石、白云母、微斜长石等造岩矿物大部分消失，但黏土矿物含量可达23.46%，而且氟碳钙钇矿、砷钇矿、钛钇矿等稀土元素矿物也极少见，而黏土中的稀土元素含量平均达0.304%，占风化壳中稀土元素总量的78.59%。残存于风化壳中的独居石、磷钇矿仅占风化壳稀土元素总量的6.83%，钾长石等残存矿物中的稀土元素含量仅占风化壳稀土元素总量的4.16%。

（3）通过大量实验，进一步确证了风化壳黏土矿物中的稀土元素以阳离子方式被吸附于黏土矿物的表面或层间。稀土元素离子从黏土中转入盐类溶液是和溶液中的阳离子发生交换的结果，其吸附量基本等于解吸量。将阳离子树脂与含稀土元素的黏土在溶液中混合浸泡数小时之后，黏土中70%~80%的稀土离子被阳离子树脂所吸附，而阴离子树脂则不能。进一步的研究还发现，不同黏土矿物吸附稀土元素的强度及从中浸泡出的稀土元素量比是有差异的，以多水高岭石的吸附量最大，平均在2.487 mol/kg以上，而高岭石只有0.8~1.2 mol/kg。另外，黏土矿物的粒度越细，其吸附稀土元素的能力也越强。

（4）用NH4Cl、(NH4)2SO4和MgSO4等溶液对矿区风化壳样品或提纯的黏土样品进行了大量浸取和反吸附试验，其效果类似NaCl溶液。在大量实验基础上，总结出用于浸泡稀土矿石的盐类溶液浓度，以3%~5%为宜，pH值以5.5为最佳，固液比在1∶3~5为宜。含稀土元素的黏土在常温下用纯净水浸泡或淋洗，其中的稀土元素几乎不转入水介质中。这一系列实验成果，进一步确证风化壳黏土中的稀土元素是以可交换的阳离子形式存在。目前对离子吸附型稀土矿床的开采，已采取原地浸出技术，提升了对环境的保护。

（5）通过对“701”矿3个剖面、6个浅井中不同风化壳层位22个稀土矿石样品的系统研究，充分表明稀土元素在风化壳中的含量明显高于原岩，是由于稀土元素在风化壳中产生了次生富集，这种次生富集与黏土矿物在风化壳不同层位的集聚程度及其对稀土的吸附强度明显有关。在基岩之上的半风化层中，黏土矿物占15.61%，稀土元素氧化物的平均含量为0.04%，黏土中稀土元素氧化物的含量为0.15%；该层样品在6%NaCl溶液中的浸出率平均仅为46.6%。在全风化层的中部，黏土矿物占比上升到27%，稀土元素氧化物总量可达0.32%，该层样品在6%NaCl溶液中的浸出率达98%。

（6）对上述22个矿样，首次进行了稀土分量的测定，这在国内实属首次，为深入揭示稀土元素在表生风化过程中的地球化学行为提供了科学数据。

总之，对“701”矿的研究工作，为风化壳离子吸附型稀土矿床类型的确立打下了坚实的基础，研究水平在世界上具领先地位，也为离子吸附型稀土矿床的开发提供了极其重要的理论和实践基础（杨岳清等，1981）。

1973年，江西地质矿产局909地质队在寻乌县河岭中-酸性火山岩风化壳中也找到了具有离子吸附型特征的稀土矿床，909队邀请杨岳清、陈德潜等人对该矿床进行了考察和研究，通过大量实验工作，证实其属于离子吸附型稀土矿床（陈德潜等，1974）。

河岭风化壳离子吸附型稀土矿床的母岩主要是早白垩世流纹质凝灰岩，另外还有侵入其中的少量花岗斑岩，前者中的稀土元素主要以异向硅钛铈矿、磷钇矿、独居石的形式存在，在部分蚀变岩中也发育有氟碳铈矿。花岗斑岩蚀变较强，在蚀变岩中大量发育氟碳铈矿、氟碳铈钡矿和水独居石，在非蚀变岩中主要发育独居石和磷钇矿。在河岭的风化壳矿石中，稀土元素含量也明显高于原岩，但基本不见稀土元素的氟碳酸盐类矿物，说明稀土元素在风化壳中也产生了次生富集。运用在“701”矿床中取得的成功经验和有效方法，研究者确证在河岭风化壳矿床中，稀土元素也是以离子吸附状态赋存于黏土矿物中，全风化壳的稀土元素浸取率普遍在80%以上。进一步定量工作查明，在河岭矿区的全风化壳层中，高岭石等黏土矿物占到43.81%，其中的稀土元素含量占到矿石稀土元素总量的91.06%，独居石等矿物中的稀土元素占矿石稀土元素总量的6.5%，黑云母+钾长石等碎屑矿物中的稀土元素仅占到稀土元素总量的1.5%左右。与“701“矿床不同的是，矿石中的稀土元素主要为轻稀土元素，在浸出液中，稀土元素配分比例是（质量分数）：La2O331.10%；CeO24.42%；Pr6O118.69%；Nd2O325.95%；Sm2O35.06%；Eu2O30.53%；Gd2O34.79%；Tb4O70.58%；Dy2O32.57%；Ho2O30.40%；Er2O31.24%；Tm2O30.13%；Yb2O30.90%；Lu2O30.13%；Y2O313.47%；因此，河岭矿床是一个典型的离子吸附型轻稀土矿床（杨岳清等，1981）。

自1976年起，对离子吸附型稀土矿床的寻找和开发，不仅在赣南，而且在整个华南地区也蓬勃兴起，中国的稀土也从此走向了世界，一度占据了全球95%的稀土市场。

为了更广泛地研究华南地区离子吸附型稀土矿床的形成环境、制约条件和成矿规律，白鸽和吴澄宇等人在原地质矿产部支持下，从1986年起开展了为期3年的“南岭地区离子吸附型稀土矿床形成条件和分布规律”的研究。该项研究对中国南岭地区离子吸附型稀土矿床成矿分区、成矿规律及找矿方向提出了一系列十分重要的建议（白鸽等，1990）。

（1）在华南地区，离子吸附型稀土矿床从东到西可分成5条北东向成矿带，每一成矿带由北而南又分成3个成矿亚带，对各成矿带的地质地貌及稀土矿化特征做了详细论述。

（2）形成离子吸附型稀土矿床的有利条件是：①从气候条件考虑，北纬22°~26°地区较为有利；②从新构造运动考虑，以上升速率略大于剥蚀速率的低缓丘陵区为有利；③形成风化壳离子吸附型矿床的基岩中，以稀土元素含量较高者有利，一般应在200×10-6以上；④从原岩的稀土赋存状态考虑，以发育易风化的稀土氟碳酸盐矿物或硅酸盐矿物者有利；⑤从原岩的形成历史考虑，经历过完善的分离结晶作用及热重力扩散作用形成的岩体，更有利于重稀土元素在晚期得到相对富集；⑥从后期成矿条件考虑，以岩体晚期构造活化和交代蚀变作用强烈者有利于易风化稀土矿物的形成；⑦从不同时代岩体的空间分布特征考虑，以晚期岩体有利于离子吸附型稀土矿床的形成。

（3）综合华南地区离子吸附型稀土矿床的分布规律和形成条件，指出了8个岩带是寻找高钇、中钇类型的离子吸附型稀土矿床的有利地区。

目前，离子吸附型稀土矿床在中国华南地区，东到福建，西至云南西部，南到海南，北至湖南和浙江均有大量发现，对推动中国稀土工业的快速发展，起到了积极作用。矿产资源研究所的研究人员对这一工业类型和成因类型的确定作出了重要贡献。

2.3 首次发现具工业意义的独立稀散元素矿床

长期以来，人们普遍认为Ge、In、Tl、Te等稀散元素在地壳中不仅含量极低，也极难形成独立矿物，因此，对稀散元素的分离提取和工业利用效率低，首先要分离寄主矿物，再通过选冶提取，以至于延缓了它们的产业化应用。但随着中国矿床地质工作者发现了滥木厂汞-铊矿、大水沟碲矿等独立矿床，引起了人们对稀散元素矿床的高度关注。

1986年，陈代演等人在贵州滥木厂汞矿床中发现了红铊矿。通过对铊矿物的追索，进而发现了富铊矿体。这不仅是中国首次发现，在世界上也属首例。滥木厂汞-铊矿床位于黔西南赵家坪汞-金矿化带上，该带上有诸多汞矿床和金矿床，但铊矿体仅见于滥木厂汞矿。矿床地质研究所杨岳清和蔡爱莉等人也随即开展了工作，并重点对黔西南地区卡林型金矿床中Tl与Au、As的成因开展了深入研究。他们通过对黔西南近10个微细浸染型金矿的研究，发现在各矿床中普遍存在Au-Ag-Tl-Hg-Sb-As的元素组合，但之间并非简单的线性相关，即不同元素的地球化学行为因存在一定的差异，在不同的环境中也可分离、富集（杨岳清等，2000）。这对于其后在滇黔桂一系列卡林型金矿的发现与勘探发挥了作用，也为寻找独立的稀散元素矿床提供了依据。

1991年，四川省地质矿产局在石棉县大水沟发现了世界首例独立碲矿床。这一发现很快引起了矿床地质研究所的高度重视，并对碲的成矿特征、矿物学、地球化学及成矿机理等开展了大量深入细致的工作，发表了一系列成果（陈毓川等，1994；毛景文等，1995a；1995b；银剑钊，1994；1995），受到了国内外的高度重视。

大水沟碲矿位于扬子地台西南缘，区内构造主要为一菱形穹窿（图11）。出露在穹窿上的环状三叠纪变基性火山岩，显示出与碲关系密切的铋元素高异常。大水沟碲矿床范围出露的三叠系大理岩和变基性火山岩，厚30~50 m。13条碲矿脉充填于北东向变基性火山岩层中，但矿脉延伸到大理岩的界面时即消失。其成矿过程可分为磁铁矿-黄铁矿阶段、辉碲铋矿阶段和黄铁矿-黄铜矿阶段3个阶段，其中辉碲铋矿阶段是碲的主成矿阶段。矿石类型有块状碲矿石、浸染状磁黄铁矿-白云石碲矿石和浸染状白云石碲矿石。在空间上，辉碲铋矿阶段的矿脉总是叠加在早阶段矿脉之上。碲矿脉两侧普遍存在围岩蚀变，其中分布最广和最主要的蚀变是白云母化或绢云母化，并从矿脉向外，构成蚀变分带，从早阶段到晚阶段，成矿流体的温度和盐度逐渐降低。δ34S值域相当集中，变化于-2.2‰~2.8‰，呈正态塔式分布，以0.5‰为塔峰。250~300℃条件下流体的δ18O水为3.6‰~7.4‰。与成矿关系密切的蚀变白云母的K-Ar年龄为（149.86±2.72）Ma。碲的成矿与岩浆活动息息相关，成矿物质来源于深部偏碱性的岩浆岩源区。

图11 大水沟碲矿床区域地质略图（据毛景文等，1995a修改）T—中下三叠统板岩、片岩、大理岩；TB—中下三叠统变基性火山岩；P24—上二叠统砂质板岩；P23—上二叠统绿色砂质板岩；P22—上二叠统大理岩；P21—上二叠统变玄武岩；P1—下二叠统大理岩；D2—中泥盆统大理岩和板岩；Z2—上震旦统大理岩与砂质板岩互层；Z1—下震旦统变酸性火山岩；γ51—印支期—燕山期花岗岩；δ51—印支期-燕山期石英闪长岩；χ51—印支期—燕山期霓辉角闪正长岩；N43—海西期基性岩；Pt-Ar—前寒武系基底；五角星为大水沟碲矿Fig.11 Regional geological map of the Dashuigou tellurium deposi（tmodified after Mao et al.,1995a）T—Middle-Lower Triassic slate，schist and marble;TB—Middle-Lower Triassic metabasic volcanic rock;P24—Upper Permian sandy slate;P23—Up‐per Permian green sandy slate;P22—Upper Permian marble;P21—Upper Permian metabasalt;P1—Lower Permian marble;D2—Middle Devonian marble and slate;Z2—Upper Sinian marble interbedded with sandy slate;Z1—Lower Sinian meta acidic volcanic rock;γ 51—Indosinian—Yansha‐nian granite;δ51—Indosinian—Yanshanian quartz diorite;χ51—Indosinian—Yanshanian aegirine hornblende syenite;N43—Hercynian basic rock;Pt-Ar—Precambrian basement;Pentagram is Dashuigou tellurite deposit

此外，张涛石（1980）、宋学信（1982；1986）等对中国各类岩石和矿床中的稀散元素特别是Sc的地球化学和矿化特征也做了较详细的研究。

3.4 从矿床成矿系列角度深化“三稀”成矿规律认识

自1975年起，陈德潜等（1978）对赣南地区稀有、稀土矿床从区域地质背景和成矿条件角度进行了初步总结。矿床地质研究所稀有组首次开展了全国性稀有、稀土元素成矿规律的总结，编制了中国稀有稀土矿产分布图及说明书（中国地质科学院矿床地质研究所稀有组，1974；1977；1978；1981；1983；袁忠信等，2001）。

中国稀有、稀土矿床总体上可分为三大类，即内生矿床、外生矿床和变质矿床。内生矿床可分为与钙碱性花岗岩类有关的矿床和与碱性岩-碳酸岩有关的矿床；外生矿床中，在世界上首次划分出了风化壳离子吸附型稀土矿床。对中国不同类型矿床中的稀土、稀有资源，按当时所占比例做了初步估算，总结了各类型矿床的基本特征，强调了交代蚀变作用与矿化的关系，在总结稀有、稀土金属矿产成矿规律基础上，根据区域成矿特征和大地构造背景，在中国划分出4个稀有、稀土一级成矿带（区），5个二级成矿带（区），7个三级成矿区（带）和29个成矿亚区。4个一级成矿区带如下。

（1）华南成矿区：有良好的工作基础，也是中国重要的钨锡成矿区。稀有、稀土成矿条件有利。最具前景的是花岗岩型、花岗伟晶岩型和离子吸附型矿床。花岗岩型稀有金属矿床的典型代表是江西414、葛源等超大型矿床，花岗伟晶岩型矿床有福建南平、湖北通城断峰山、广东广宁等矿床。离子吸附型稀土矿床最典型的代表是江西龙南足洞超大型矿床。

（2）阿勒泰成矿带：是中国寻找花岗伟晶岩型稀有金属矿产的有利地区，已发现10万条伟晶岩脉，但只有少数地段开展了深部查证工作，潜力巨大。

（3）川西和滇西成矿区：是中国花岗伟晶岩型锂矿床最有前景的地区，也是中国目前最重要的硬岩型锂资源基地。

（4）华北地台北缘和内蒙-兴安成矿区：除了白云鄂博和巴尔哲2个超大型矿床外，其外围和深部仍有良好的找矿前景，非常值得进一步开展工作。另外，内蒙古武川赵井沟碱长花岗岩型稀有金属矿床深部仍有非常好的找矿前景。

从1982年到1989年，地质矿产部组织专业队伍，对取得找矿重大突破的华南地区开展了更深入的区域成矿规律和成矿预测工作（陈毓川等，1983；1989），为华南稀有、稀土金属矿产基地的建设与发展提供了科学依据。其中的创新性成果包括：①通过对南岭地区与成矿有关花岗岩产出构造环境及成因类型的研究，依据矿床成矿系列的概念，将南岭与花岗岩有关的矿床划分为5个成矿系列，6个成矿亚系列，21个矿床式，并详细分析了不同矿床成矿系列和矿床式的地质构造背景与成矿规律；②在详细划分南岭地区不同构造层的基础上，重点研究了中生代构造层的控矿特征，建立了构造-矿化模式；③明确指出，华南地区与稀有矿产有关的花岗岩以富碱、富硅为特征，主要是壳源花岗岩多期分异演化的产物，具有浅成、甚至是超浅成特征，普遍具似伟晶岩壳，伴有隐爆角砾岩。富稀土元素岩体主要为深源碱性花岗岩。成矿时代以燕山中-晚期居多。花岗伟晶岩型矿床的成矿时代具一老一新的特点，早期伟晶岩以含稀土矿化为特征；与稀有金属有关的伟晶岩主要形成于早古生代，侵入于前寒武纪变质岩中；④南岭地区有色和稀有、稀土金属成矿作用具有三重模式的复杂矿化分带特征，即：在大的隆起-凹陷构造和深层地质构造因素控制下的南岭成矿分带（一重），以区域构造-岩基为核心的局域成矿分带（二重），叠置于前二者之上、以岩浆侵入体为中心的矿床分带（三重）。

3 21世纪新阶段

进入21世纪，三稀矿产资源已成为世界各国争夺的关键矿产。加强对三稀矿产的探寻与研究更是势在必行。矿产资源研究所老一代三稀矿产地质工作者逐渐退出第一线，但三稀矿产资源在国民经济发展中的需求却在不断增大。中国地质科学院矿产资源研究所为适应新形势，2012年重新建立了“稀有稀土贵金属研究室”，众多新成员冲上了第一线，通过几年的努力，取得了重大成绩。特别是自2010年以来，在国土资源部和中国地质调查局的统一领导和部署下，在科技部的大力支持下，除继续深入开展重点三稀矿床的研究外，资源所还组织全国33个单位200余人的专业队伍，开展了中国三稀金属资源的战略调查和找矿工作。在不到10年的时间里，进一步摸清了中国三稀矿产资源的家底，在区域成矿规律和勘查技术、找矿方向等方面取得了重大成果，初步查明了一批新的矿产地，为中国新兴产业的发展提供了资源保障，也为科技创新奠定了坚实基础（王 登 红 等，2013a；2016a；2016b；2017；2019a；2019b；王瑞江等，2015；毛景文等，2019）。

3.1 地质找矿成果显著

几年来，由矿产资源研究所牵头的三稀项目组，通过共同奋斗，为国家提交了三稀矿产资源基地7处，矿点21处，矿（化）体42个，找矿线索9条，圈定找矿靶区144处，重点评价区5个，找矿远景区103个，综合异常8个。其中，在四川甲基卡稀有金属矿田外围首先实现了找矿的重大突破，发现了新3号脉（王登红等，2013），获得334级别Li2O资源量近90万t，平均品位1.41%，达超大型矿床规模，且BeO、Nb2O5、Ta2O5、Rb2O、Cs2O和SnO2的资源量也十分可观。这在新疆可可托海资源危机、行将闭坑的形势下意义十分重大（王登红等，2016）。在可尔因矿田，近期还发现了加达等矿床，Li2O资源量也达大型规模。

在福建永定大坪地区，通过对碱长花岗斑岩的深入工作，结合地表和钻探工程控制，估算333+334级别Nb2O5资源量15 719.60 t，Ta2O5资源量3842.63 t，初具大型以上规模。在福建福里石矿区圈定了4个以铍、钼为主的综合异常，通过工程控制圈定了铍（钼）工业矿体，经对9条铍矿体估算，求得334级别BeO资源量1231.16 t，BeO平均品位0.208%。

在广东，新发现6处远景规模可达大型的稀有稀土矿产地。其中，离子吸附型稀土矿点11处，包括重稀土矿点1处。在龙门永汉矿区，新增Nb2O5资源量22 384.62 t，Ta2O51919.25 t；新增稀土氧化物资源量135 110.69 t，包括重稀土氧化物35 048.11 t，新增Rb2O资源量7780.33 t。

在广西，圈出20处可供进一步勘查的稀土矿产地，对7处靶区估算的资源量可达大型规模，10处估算的资源量为中型规模，初步估算稀土氧化物资源量（334）约350万t。此外，还圈定了平水底铌钽靶区。以遥感异常为主，结合成矿地质条件研究，在钦州防港城工作区圈定了17处稀土找矿远景区，在凭祥-龙州工作区圈定了9处稀土找矿远景区。

在湖南尖峰岭圈定2处铍矿靶区。

在云南，除了在高黎贡山变质带圈定出稀有金属锂、铍找矿靶区外，还提交了3处离子吸附型稀土矿产地，其中1处达大型规模。

在江西，新发现矿产地1处（上饶童家山铌钽矿），矿点4处（旧路铌铷矿、浒坑-万坑铌钽铷矿、大港铷铯矿、东槽铷矿）和矿化点3处（上茜槽锂铍矿、茅坪铷矿、官田桥铍钽矿）。通过遥感等新技术新方法调查，圈定离子吸附型稀土矿找矿远景区6处，经实地采样，43个样品中有31%达边界品位。以赣南清溪岩体为重点，圈定了白石、黄屋和上堡3个可供进一步工作的稀土矿靶区，估算资源量超10万吨，并预测清溪岩体风化壳中稀土远景资源量在25万t以上。

在新疆，划分了哈龙-青河等多金属成矿带和4个重点稀有金属成矿带，圈定成矿远景区35处，划定找矿靶区54处。系统开展了阿勒泰、阿拉山口阔依塔斯、西昆仑大红柳滩、塔什库尔干等4个重点调查评价区的异常查证，并在大红柳滩一带圈定铌钽、锂矿靶区4个，通过槽探等工程估算氧化锂资源量25 023.16 t，其中探获资源量7308.73 t，为后期大红柳滩一带大型锂资源基地的找矿突破起到了“公益先行”的引导作用。

在甘肃，划分出稀有金属成矿带22个，圈定成矿远景区32个，找矿靶区50个。发现了阿克赛县玉龙沟铌钽矿、余石山西铌钽矿、敦煌市火焰山铌稀土矿及临洮县华林坪铷铌等矿化点多处。通过1∶1万地质草测并结合槽探，在潘家井铷铌钽矿区圈定铌钽矿（化）体7条；在余石山西铌钽矿区圈定铌钽矿（化）体19条；在玉龙沟铌钽矿点通过1∶1万地质草测、1∶1万激电中梯测量、1∶1万磁法测量及槽探工作，圈定铌钽矿化体4条；在热水泉一带通过1∶5万矿产地调查、1∶5万水系沉积物测量、1∶5万遥感解译等工作，圈定了单元素异常98个，综合异常4个。

在青海，新发现伟晶岩型稀有矿化线索6处，砂矿型稀有矿化线索1处，稀土矿化线索1处，分散元素矿化线索1处。

对中国各地的铝土矿进行普查，发现锂的异常，在贵州大竹园的铝土矿中发现有Li的超常富集（王登红等，2013b），w(Li2O)多在n×100×10-6，有些地区高达1000×10-6。钟海仁等（2019）通过后续大量工作，总结指出：①在各种铝土矿中，以古风化壳沉积型铝土矿（岩）最富集锂；②富锂的古风化壳沉积型铝土矿（岩）在中国北方主要形成于晚石炭世本溪期，南方为中二叠世梁山期，其物质来源与其后较长时期内的风化沉积作用有密切的成因联系；③锂一般富集于含矿岩系的中下部；④锂的富集主要与黏土矿物的含量和组成有关，不排除以离子吸附状态存在的可能性。

从全国看，中国在三稀资源找矿工作中的突出成果还有：①新疆探明白杨河火山岩型铍矿。这是新疆铀矿工作者数十年辛勤工作的成果，品位高，储量大，铍主要以羟硅铍石形式存在，BeO储量在5万t以上；②发现具有巨大的资源潜力的新疆大红柳滩伟晶岩型稀有金属成矿带，初步确定Li2O资源储量在200万t以上，Nb2O5、Ta2O5、BeO的资源量也非常可观；③川西伟晶岩中锂资源和碱性岩-碳酸岩中的稀土资源，不断取得找矿新突破。

3.2 重点矿床的研究水平又上新台阶

3.2.1 对川西甲基卡、可尔因伟晶岩矿田成矿作用有新认识

在对甲基卡、可尔因等花岗伟晶岩矿田长期深入研究的过程中，李建康等（2006a；2006b；2007）、王登红等（2013a；2016a；2016b；2017a；2017b；2019a；2019b）、刘善宝等（2020）、代鸿章（2018）、刘丽君等（2016；2017；2019）、熊欣（2019）、杨岳清等（2020）等突破了前人对甲基卡矿田中稀有金属成矿作用的认识，初步建立了锂成矿的“多旋回、深循环内外生一体化”理论，提出了甲基卡式“五层楼+地下室”勘查模型（王登红等，2017a），提出了“3定2参”的大比例尺找矿方法（刘善宝等，2020），对于指导热穹窿构造区伟晶岩型稀有金属矿床的勘查工作，具有重要的指导作用和现实意义；发现了成矿作用的多期性，特别是花岗岩型锂辉石矿石（体）的发现，不仅扩大了找矿视野，而且在锂的成矿理论方面也具有十分重要的意义。

（1）甲基卡矿田在大地构造上位于松潘-甘孜造山带的外围，主要受到单向构造应力的影响，构造运动期次较单一，构造环境相对封闭，为岩浆液态不混溶作用的发生提供了可能。区域内广泛分布的地层为上三叠统西康群，矿田内的侵入岩主要为马颈子二云母二长花岗岩。伴随岩体的定位，在岩体外围西康群浅变质岩系中形成了热接触变质带：红柱石十字石带→红柱石带→黑云母带。由马颈子花岗岩体晚期派生的岩浆，经分异演化在热接触变质带中依次形成了不同类型的花岗伟晶岩脉（图12）。

图12 甲基卡矿田地质矿产简图（据付小方等，2015，稍有修改）1—二云母花岗岩；2—微斜长石型伟晶岩；3—微斜长石钠长石型伟晶岩；4—钠长石型伟晶岩；5—钠长石锂辉石型伟晶岩；6—钠长石锂云母型伟晶岩；7—伟晶岩脉编号；8—类型分带线及编号：Ⅰ—微斜长石伟晶岩带，Ⅱ—微斜长石钠长石带，Ⅲ—钠长石带，Ⅳ—锂辉石带，Ⅴ—白（锂）云母带；9—新三号脉Fig.12 Geological map of the Jiajika orefield(after Fu et al.,2015，slightly modified)1—Two-mica granite;2—Microcline-type pegmatite;3—Microcline-albite-type pegmatite;4—Albite-type pegmatite;5—Albite-spodumene-type pegmatite;6—Albite-lepidolete-type pegmatite;7—Number of pegmatite vein;8—Vein zone and its number:Ⅰ—Microcline-type pegmatite vein zone;Ⅱ—Microcline-albite-type pegmatite vein zone;Ⅲ—Albite-type pegmatite vein zone;Ⅳ—Spodumene-type pegmatite vein zone;Ⅴ—Muscovite（lepidolete）-type pegmatite vein zone;9—The new X03 vein

（2）在含矿花岗伟晶岩脉形成过程中，岩浆热液对围岩又发生了强烈改造，在热接触变质基础上又叠加了锂铁电气石化和堇青石化。这种热液改造变质带宽可达十余米，是非常重要的找矿标志。

（3）含矿脉体边部普遍出现云英岩带，是铍矿化的重要产出部位，锂矿化出现在中心的钠长石-微斜长石-锂辉石带，锂辉石数量可达15%以上。

（4）在伟晶岩成岩过程基本结束后，残余花岗质岩浆的活动仍未停止。在相对开放的系统中，形成了大量具花岗结构的岩石，特别是富含锂辉石的花岗岩，锂辉石花岗岩中的矿物粒度普遍在1 mm以下，所有矿物的结晶特点与典型花岗岩完全一致，锂辉石呈自形板柱状，这种锂辉石花岗岩在国内是首次发现。在新3号脉中（图13），锂辉石花岗岩中的LiO2资源储量达到总量的70%以上。花岗岩型锂辉石矿石的发现极大地拓宽了锂资源的找矿方向。

图13 甲基卡新三号脉地质平面图（a）剖面图（b）（据刘丽君等，2016）1—第四系坡积物；2—上三叠统；3—锂辉石矿化伟晶岩残坡积物；4—二云母片岩露头；5—锂辉石矿化伟晶岩矿体及编号；6—地质界线；7—推测矿体界线；8—勘探线及编号；9—钻孔及编号；10—钻孔及孔深Fig.13 Geological map(a)and cross section(b)of the new X03 vein（after Liu et al.,2016）1—Quaternary Sedimentary;2—Upper Triassic;3—Residual slope deposit of mineralized spodumene-bearing pegmatite;4—Outcrops of two mica schist;5—Ore body and number of spodumene mineralized pegmatite;6—Geological boundary;7—Inferred boundary of ore body;8—Exploration line and number;9—Drill hole and number;10—Drill hole and hole depth

（5）通过对甲基卡新3号脉中锂的地球化学深入研究，建立了Li与其他元素的关联标志。大量数据的统计结果表明，Li与REE之间存在显著的负相关，而与δCe则呈显著的正相关。

（6）首次系统查明了新3号脉中各类岩石、矿石的锂同位素组成，提出了“以锂找锂”的新思路和找矿标志。

（7）首次对新3号脉中不同成因电气石的B同位素进行了研究，矿脉中锂铁电气石的δ11B值为-10.11‰~-7.83‰，围岩中镁铁电气石的δ11B值为-6.33‰~-5.31‰，前者比后者更富集10B。

（8）根据矿物学、岩石地球化学，锂、硼同位素的变化特征，发现全岩锂同位素数值在终孔处变大，显示有“扩散”分馏特征，可能受到深部含锂物质的影响，预测深部仍有找矿潜力。

（9）通过对矿脉石英中CO2-NaCl-H2O流体包裹体的拉曼光谱分析，查明流体的主要成分为CO2和H2O，未测试出烃类物质。表明成矿流体与岩浆活动密切有关。流体的氢、氧同位素组成与岩浆水接近，碳同位素组成为-3.4‰~-7.3‰。推断成矿流体源于花岗岩的结晶分异，晚期混入有少量建造水。

对可尔因伟晶岩矿田成矿作用认识上也有重大进展(马圣钞，2020)。该矿田的地层虽然也是上三叠统，但以富硅和钙的碎屑沉积为主，热接触变质作用不发育，伟晶岩的主要赋矿围岩是石榴子石、透辉石和角闪石发育的接触交代变质岩。在伟晶岩的形成过程中，构造和热液活动频繁，伟晶岩中的锂辉石常常被构造活动挫裂，并被晚期热液交代，导致晚期又形成了在甲基卡矿田中非常少见的次生毛发状和蠕虫状锂辉石，锂矿物的种类也明显多于甲基卡。

3.2.2 在幕阜山伟晶岩矿田，稀有金属找矿取得重大突破，成矿作用认识也上一新台阶

在20世纪60年代后期，在幕阜山地区就找到了不少含稀有金属矿化的伟晶岩，但规模均不大，品位也不高，之后数十年一直没有取得突破。近些年，在矿产资源研究所的协助指导下，湖南核工业地质局311地质大队于2016年在矿田南部的仁里-传梓源地区获得重大发现，找到了建国以来最富钽的超大型稀有金属伟晶岩脉。李建康、李鹏等对幕阜山伟晶岩田开展较全面开展研究工作，并对仁里、传梓源等矿床开展了较系统的成岩成矿作用研究(图14)，取得了可喜成绩（李鹏等，2015；2019）。

图14 幕阜山地质矿产简图（据李鹏等，2019）Fig.14 Simplified geology and mineral resources map of Mufushan area(after Li et al.;2019)

（1）幕阜山矿田位于江南隆起带中段的幕阜山-九岭构造岩浆带中。幕阜山复式花岗岩基是最主要的地质体，其中主要的花岗岩浆活动发生于燕山期，它们侵入于前寒武纪变质岩系中，并派生出大量含稀有金属矿化的花岗伟晶岩脉分布于岩体边缘及其外围的前寒武纪变质岩系中，是中国较为重要的花岗伟晶岩型稀有金属矿田。从岩体边缘向外，花岗伟晶岩可分成微斜长石型、微斜长石-钠长石型、钠长石型和钠长石-锂辉石型，稀有金属矿化主要发育于后两种类型中。近期发现的仁里－传梓源矿床由后两种类型伟晶岩组成，位于幕阜山复式岩基的西南缘，Li-Be-Nb-Ta-Cs等稀有金属矿化均非常好。目前圈定的17条矿体，估算出（333+334）级Ta2O5资源量10 791 t，Ta2O5平均品位0.036%；Nb2O5资源量14 057 t，平均品位0.047%。这是在中国花岗伟晶岩中找到的Ta2O5品位最高、储量最大的钽矿床，意义重大。

（2）5号伟晶岩脉是仁里-传梓源矿床中最有代表型的矿脉，脉体中可清晰的分出不同的矿物组和稀有金属矿化带，反映了岩浆-热液在脉体形成过程中具有良好的分异演化作用，稀有金属矿化从早到晚，由Be→Li→Nb→Ta→Cs趋于增强。在5号脉的核部，锂云母和石英的含量超过了70%，锂云母中普遍发育由后期热液交代形成的富Cs反应边。

（3）稀有元素在矿化伟晶岩中主要以独立矿物形式产出，铍矿物主要是绿柱石，铌钽矿物主要是富钽的铌钽铁矿和细晶石，锂矿物主要是锂辉石和锂云母，铯矿物主要是铯沸石，极大可能还有南平石，稀有元素以独立矿物形式产出，为工业利用提供了极大的便利。

（4）5号脉核部锂云母的40Ar/39Ar坪年龄为（125.0±1.4）Ma，代表了近热液环境中稀有金属富集成矿的年代。幕阜山北部断峰山铌钽伟晶岩中白云母的40Ar/39Ar坪年龄为（127.7±0.9）Ma，幕阜山中部富绿柱石伟晶岩中白云母的40Ar/39Ar坪年龄为（130.5±0.9）Ma，说明幕阜山稀有金属伟晶岩的成岩成矿作用发生在燕山晚期。

（5）仁里-传梓源矿化伟晶岩具有相对富碱、过铝质的特征，微量和稀土元素含量极低，不相容元素Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf等强烈富集，表明岩浆分异演化程度极高。

3.2.3 风化壳离子吸附型稀土矿床成矿理论研究更上一层楼

在矿产资源研究所的三稀矿产研究工作中，离子吸附型稀土矿产一直做为重点公关目标之一（王登红等，2013c；2017c；赵芝等，2017a；2019；杨岳清，2016；陆蕾，2020；陆蕾等，2020）。除在找矿上（如前述）取得重大成果外，其成矿规律和成矿机理的研究也取得显著成绩。

（1）离子吸附型稀土矿床主体发育于中国北纬22°~25°之间的亚热带，目前在北纬27°的浙江省庆元县荷地也找到了大型风化壳离子吸附型稀土矿床。此外，在浙江省遂昌县的大柘地区寻找离子吸附型稀土矿床也有很大进展，如能进一步证实，该类矿床的找矿空间还可以继续向北扩展。另外，在海拔高度上也有明显提升，以往在江西、广东、广西及福建等地发现的离子吸附型稀土矿床，海拔高度主要在500 m左右，但浙江荷地矿床的海拔高度已超过1400 m，云南临沧花岗岩基中发现的离子吸附型稀土矿床的海拔高度已达2000 m。显然，这对于扩大离子吸附型稀土矿床的找矿空间有意义。

（2）离子吸附型稀土矿床的母岩类型也明显增多。不仅在花岗岩和火山岩的风化壳中找到了大量离子吸附型稀土矿床，目前在变质岩、碱性岩，甚至一些基性岩石的风化壳中也找到了众多离子吸附型稀土矿床。这些复杂的的母岩主要分布在华南褶皱带，它们在漫长的地质历史中经历了多期次的复杂演变，不论是何类岩石，均具有多时代、多阶段、多类型的特征，稀土的成矿物质来源存在一定共性。这也是华南地区发育各种类型离子吸附型稀土矿床的一个重要内因。

（3）母岩在表生风化作用中，受到综合因素的影响程度不同（赵芝等，2017b），其风化强度（即CIA值）也有明显区别，突出地表现为：在不同的风化层中，黏土矿物的数量和种类明显不同。以花岗岩的风化壳为例，在全风化层中，不仅黏土矿物数量最多，而且多为吸附能力较强的埃洛石和伊利石，因此在全风化层中以离子状态吸附于黏土矿物中的稀土元素也最多（图15）。

图15 风化壳剖面中CIA、REE、LREE及HREE变化特征（据赵芝等，2017b）A1—腐殖土层；A2—亚黏土层；B1—网纹状风化层；B2—全风化层Fig.15 Variation of CIA，REE，LREE and HREE in the studied weathering profile(after Zhao et al.,2017b)A1—Humic soil layer;A2—Sub clay soil layer;B1—Reticulate weathering layer;B2—Completely weathered layer

（4）从母岩到风化壳再到碳酸稀土精矿，稀土元素的类型基本不变，但其中稀土元素的配分类型则发生了变化。从母岩到碳酸稀土精矿，Ce的配分显著降低，Eu的配分略有增加。在轻稀土矿床中，Gd、Dy和Y等重稀土元素的配分也有所增加。这也是华南离子吸附型矿床的产品中出现富HREE、富Eu特点的原因。

（5）充分运用遥感等新技术手段，实时高效地对离子吸附型稀土矿床的开采活动和水土流失情况进行动态监测，可以定量查明采矿过程中产生的荒漠化面积、破坏程度、变化趋势及治理效果，为老矿山复绿及新矿产地合理绿色开发提供科学依据。

3.3 发现了新类型矿床

在赣西北地区发现了以磷锂铝石为锂主要载体矿物的花岗岩型稀有金属矿床（王成辉等，2019）。江西省西北部是中国重要的铌、钽、铍、锂等稀有金属成矿区之一，1968年在该区发现的414超大型钽、铌、锂（铷、铯）矿床为中国现代尖端工业的发展做出了重大贡献。赣西北地区的稀有金属成矿作用主要集中于2个矿集区，即武功山矿集区和九岭矿集区。二者分别处于古老地层出露的隆起区，成矿时代集中于燕山中-晚期，矿床类型总体均属花岗岩型。在武功山矿集区，稀有金属成矿作用与雅山花岗岩有关，形成了414超大型稀有金属矿床。在九岭地区，与成矿有关的岩体较多，其矿产地也较分散，这次在狮子岭发现的稀有金属花岗岩，类似于414矿床，且锂、铷、铯、铍、铌钽和锡的含量高于414矿床，但锂的载体主要为磷锂铝石，其中的w(Li2O)为9%~11%，绿柱石和铌钽矿物也很发育，颗粒较粗，云母中的铷铯含量很高。这些特征显然优于414矿床。以磷锂铝石为造岩矿物的花岗岩在中国尚属首次发现，这为在赣西北地区寻找稀有元素矿床提供了非常重要的新线索。

另外，在四川省可尔因矿田中也发现了富磷锂铝石的花岗岩（杨岳清等，2020）。这对在川西拓展锂矿的找矿空间具有重要意义。

3.4 深化总结了中国稀有、稀土矿床的成矿特征和成矿规律

在对中国各稀有金属矿床（点）、矿田和成矿带深入研究基础上，并通过国外的稀有、稀土金属矿床对比，矿产资源研究所对中国稀有、稀土矿床的成矿特征和成矿规律再次做了较系统的总结（邹天人等，2006；袁忠信等，2012；王登红等，2017a；2017b；李建康等，2014；2017；2019；陈毓川等，2019），取得了诸多重要新认识。

3.4.1 稀有金属矿床

（1）锂矿

王登红等（2012）将内生矿床和外生矿床统一起来考虑，将锂矿床分为硬岩型和盐湖卤水型两大类，并且认为二者之间可能存在内在成因联系，进而提出了“多旋回内外生一体化”的成矿理论。其中，硬岩型矿床可分为花岗伟晶岩型、花岗岩型、云英岩型、岩浆热液型等。近年来，在一些沉积岩系中发现了含量较高的Li2O，但从目前总体看，花岗伟晶岩型仍是中国硬岩型锂矿中最主要的矿床类型。四川西部的甲基卡、可尔因等矿田具有极大的资源前景，将“五层楼+地下室”找矿模型在川西甲基卡等锂矿田中赋予了新的生命力。中国盐湖卤水型锂资源具有极大的潜在价值。

王登红等（2006）将中国锂矿床分为14个相关的矿床成矿系列，自中国北方→中国中部→中国南方，成矿系列数量依次增加，据此划分出12个成锂带，5个锂资源重点评价区。

（2）铍矿

根据物质来源，可分成与钙碱性系列岩浆有关的矿床和与碱性系列岩浆有关的矿床，前者包括花岗伟晶岩型、碱长花岗岩型、花岗细晶岩-霏细岩型、接触交代型、热液型等铍矿床。花岗伟晶岩型仍是中国目前主攻的铍矿找矿类型，类似可可托海3号脉这样的超大型矿床目前还独一无二，仍需我们在更大范围努力寻找。

碱性长石花岗岩型铍矿床也是十分重要的铍矿类型。以新疆阿斯喀尔特矿床为代表，其BeO储量超过5万t，另外，新疆青河县的边海、福海二道房子、阿勒泰市的尚克兰、江西的大吉山和西华山等地也有较大找矿前景。

接触交代型铍矿主要发育在华南和西南地区，湖南临武香花岭含铍条纹岩最具代表性。具类似地质特征的还有湖南宜章的界牌岭、郴州的柿竹园、云南个旧的马拉格、浙江淳安的铜山、江西安远的碛肚山等，值得进一步工作。

火山热液型铍矿在浙江、福建矿点较多，但规模较大的只有新疆和布克赛尔白杨河铀-铍矿床，BeO储量超过5万t。因此，对此类铍矿的寻找应该加大投入，进一步扩大找矿范围。

热液型铍矿是中国很有特色的铍矿类型，铍常和钨、锡构成综合性矿床，如云南中甸的麻花坪铍-钨矿床中，铍的规模达超大型。此外还有江西兴国的画眉坳、下桐岭，广东博罗的621等铍矿。因此，这类铍矿在中国特别是华南地区，很有前景。

碱性花岗岩型铍矿目前发现不多，但内蒙古巴尔哲矿床规模之大，铍含量之高，实属罕见，非常值得重视。

（3）铷铯资源

目前中国还未有具工业开采价值的独立铷铯矿床。在内生成矿作用中，铷和铯主要富集在花岗伟晶岩和碱长花岗岩中。

孙艳等（2019）对中国的铷资源做了大量资料搜集和综合研究工作。中国铷资源较丰富，铷主要以类质同象形式分散在碱长花岗岩、花岗伟晶岩、云英岩的钾长石和云母中，均以Rb取代K。目前，只有云母中的铷可以被有效利用。根据相关指标作出的评价，铷主要集中于江西、新疆和广东的碱长花岗岩、花岗伟晶岩和云英岩中，分别占全国铷资源储量的34%、33%和15%。另外，在盐湖、地下卤水中也有富集。富铷铯的岩石主要形成于中生代，全国可划分出15个铷成矿带。今后铷的找矿方向应集中在华南、新疆阿尔泰、天山、昆仑山、川西松潘造山带等区域。

西藏热水中的铯矿化，具有良好的找矿前景，值得进一步关注。

（4）铌钽矿

中国铌钽矿床的形成和岩浆活动具有密切联系，依据物质来源可分成与钙碱性岩浆系列和与碱性岩-碳酸岩浆系列有关矿床。

与钙碱性岩浆系列有关的铌钽矿床最主要的是碱长花岗岩型和碱长花岗伟晶岩型矿床，在这类矿床中，富钽类型最为重要，Nb2O5/Ta2O5比值一般小于2。

碱长花岗岩型的典型代表是江西宜春超大型稀有金属矿床，矿化面积2.8 km2，主矿体面积1.5 km2。它是同源岩浆在多阶段侵入活动中通过良好的分异演化、稀有元素在最晚期聚集形成的矿床。类似矿化岩体还有江西的牛岭坳和大吉山、广西栗木水溪庙、湖南尖峰岭等矿床。近期在赣西北九岭地区狮子岭发现的富磷锂铝石碱长花岗岩型矿床，Ta2O5含量高于Nb2O5，非常值得进一步工作。

花岗伟晶岩型仍是中国主要的铌钽矿床工业类型，最具代表性的是新疆可可托海3号脉、河南官坡、福建南平31号脉等矿床。特别值得一提的是近期在幕阜山伟晶岩矿田南侧发现的仁里-传梓源矿床，其中Ta2O5储量不仅达超大型规模，其Ta2O5含量也是中国大型以上矿床中最高的，细晶石和铌钽铁矿是最主要的成矿矿物。

新疆阿勒泰、帕米尔-昆仑山、江南隆起带中段的幕阜山-九岭构造岩浆带及武夷山造山带仍是寻找以富钽为特征铌钽矿床的有利地区。

与碱性岩-碳酸岩浆系列有关的铌钽矿床中，w(Nb2O5)虽普遍在0.05%以上；但Ta2O5含量明显偏低，Nb2O5/Ta2O5比值一般在5以上，而该类矿床中稀土元素、锆和铀-钍的含量普遍较高，所以，进行综合性资源开发势在必行。

（5）锆（铪）矿

锆铪矿床可分成内生和外生矿床两大类。内生矿床又可分成与钙碱性岩浆系列有关的锆铪矿床和与碱性岩-碳酸岩浆系列有关锆铪矿床，前者中锆含量普遍较低，基本不直接构成有价值的工业矿体，但由于钙碱性系列岩浆岩分布广泛，它们在表生长期风化作用中，其中的锆石经搬运、富集形成有价值的滨海砂矿，是目前锆资源的主要来源。另外在与钙碱型系列有关稀有金属矿床中，锆石的铪含量普遍较高，w(HfO2)可达15%，值得关注。

在碱性岩-碳酸岩浆系列矿床中，锆可以显著集聚，例如内蒙古巴尔哲碱性花岗岩型Y-Be-Nb-Zr矿床，也是中国目前最大的锆矿床。新疆尉犁阔克塔格西碱性正长岩型稀土-铌-钽-锆矿床中，w((Zr+Hf)O2)为0.175%，锆的资源储量也达大型，因此，与碱性岩-碳酸岩浆系列有关的锆矿床值得关注。

3.4 .2稀土金属矿床

袁忠信等于2012年在《中国稀土矿床成矿规律》专著中，对稀土成矿规律作了较系统的总结。中国是一个稀土资源大国，这些年来，随着工业技术的飞速发展，稀土矿产的开发利用也跃上了新台阶。

中国的稀土矿床总体上可分成三大类，即内生矿床、外生矿床和变质矿床。内生矿床和岩浆活动关系密切，根据岩浆来源可分成与钙碱性岩浆有关的矿床和与碱性-碳酸岩浆有关的矿床。外生矿床可分成与沉积作用有关的矿床、残破积-砂矿床和风化壳离子吸附型稀土矿床。变质矿床可分成浅粒岩-变粒岩型矿床和混合岩型矿床。

（1）内生稀土矿床

目前值得关注的主要还是与碱性-碳酸岩浆系列有关的矿床，类型繁多，包括海相火山碱性岩-碳酸岩型、陆相碱性岩-碳酸岩型、碱性正长岩型、碱性花岗岩型等矿床，品位高，储量大，而且普遍共伴生有稀有矿产，白云鄂博海相火山碱性岩-碳酸岩型矿床是世界最大的Nb-REE-Fe综合性矿床，其经济价值巨大。由于这矿床和来自地幔的碱性岩-碳酸岩密切相关，因此，裂谷带、古陆边缘和深大断裂旁侧次级构造带无疑是寻找这类矿产的有利地质环境。

（2）外生矿床

沉积作用形成的稀土矿床，目前主要产出在贵州织金一带的磷块岩中，磷与稀土元素同、共生，并以富HREE为特征，储量也可观，但稀土元素难以单独提取，但含磷块岩粉的土壤对农作物还是有益的（王瑞江等，2015）。残破积-砂矿床目前在小规模开采。

风化壳离子吸附型稀土矿床是中国非常有特色的资源，由于其采冶技术简便，成本低廉，自发现后，在华南地区迅速得以开发，极大地促进了中国稀土工业的发展，也使中国在国际稀土资源市场上占据了巨大优势，保护环境和合理开发是我们利用好离子吸附型稀土矿床需要考虑的因素。

（3）变质型稀土矿床在中国不多见，但类似于白云鄂博这样的稀土矿床经受了区域变质和侵入岩热接触变质的“受变质稀土矿床”还是常见的。浅粒岩-变粒岩型和混合岩型稀土矿床目前还开发较少。

3.4.3 稀散金属矿床

近年来，对稀散元素矿产资源的寻找和成矿特征的探索受到人们更多的关注。黄凡等（2019）在总结了中国斑岩型、矽卡岩型、碳酸岩脉型等8种铼矿床成矿特征与成矿规律后，认为铼资源以前两类及复合类型最为重要，从中估算的铼资源量在90%以上。成矿时代跨度大，从古元古代到新生代均有发育，但以喜马拉雅期最多，呈现出铼在晚时代地质体中富集的趋势。根据目前铼矿资源潜力和找矿前景，全国可划分出25个铼矿带，以冈底斯和东秦岭成矿带最重要。首次提出了铼矿的预测类型，并对每种预测类型进行了前景分析，指出了找矿方向。

中国的锗资源储量占全球的41%，产量占全世界的71%，拥有类似于稀土的全球影响力（赵汀等，2019），其中约一半资源储量在煤炭矿中，其余大部分与铅锌等有色金属矿产伴生。锗可以出现在不同类型的矿床中，但以中低温热液型多金属矿床、含锗有机岩类矿床为主，占所有锗矿资源量的64%。中国高品位富锗煤矿是世界上少有的优质资源。近期，谢桂青等（2019；2020）通过大量工作，指出在多金属矿床集聚的长江中下游成矿带中，稀散元素在斑岩-矽卡岩多金属矿床中普遍存在，按其分布特征可划分出两种类型，一种以伴生矿产分布上述多金属矿床中，另一种构成稀见的独立稀散元素矿床，通过深入综合分析，初步建立了矽卡岩铜金碲矿床+远离接触带的低温金-铊-碲矿床组合模型。

中国镓资源也很丰富（赵汀等，2017），约占世界总量的75%，但主要以伴生组分出现在铝、锌、锗等矿床中。最有意义的是铝土矿和煤矿中的伴生镓，煤灰中w(Ga)可高达300×10-6。

4 结语

随着科技的进步，社会经济的发展，三稀元素的一些特性在民生，特别是尖端和国防工业中突显出来，甚至出现没有它们的参与，一些核心产品就无法生产的困局。因此，三稀资源目前已成为大国竞争的战略性关键矿产，涉及到国家安全和人民生活。中国的矿产地质工作者经数十年的艰苦努力，对中国三稀资源的探索做出了不可磨灭的贡献，本文所述主要为中国地质科学院矿产资源研究所科学工作者的贡献。

（1）稀土矿产

目前中国的稀土储量在世界各国中已居首位，约占世界总储量的1/3，白云鄂博矿床已是世界上规模最大的稀土矿床，其外围仍有潜力。中国川西冕宁-德昌一带稀土资源的探查已取得巨大进展，离子吸附型稀土矿床在华南地区大量被发现。中国已成为世界上最大的稀土出口国，已在国际稀土市场占有举足轻重的地位，这些令人自豪的成就是中国稀土矿产工作者几十年艰辛工作、无私奉献的结果。

中国稀土矿产形成历史漫长，从元古代—古生代—中生代，直到新生代，每个地质时期几乎都有不同类型、不同规模稀土成矿作用，但最重要的还是一老一新。元古代强烈的海底碱性-碳酸岩浆活动携带地幔丰富的Nb-REE-Fe元素穿越华北地台北缘的狼山-白云鄂博裂谷形成了世界上最大的白云鄂博稀土矿床，奠定了中国稀土资源的基石。新生代早期古近纪，在川西冕宁-德昌地区深部产生的陆相碱性-碳酸岩浆活动携带地幔丰富的稀土元素穿越攀西裂谷形成了牦牛坪等超大型稀土矿床，构成了中国仅次于白云鄂博矿床的稀土资源基地。华南地区广泛分布的离子吸附型稀土矿床原岩虽然主要是花岗岩类，但它们的形成都经历了多期次的、且非常强烈的构造-岩浆活动，其中几乎都有幔源物质的参与，这些来自幔源或地壳深部的稀土资源，对形成世界上最具特色的第四纪离子吸附型稀土矿床奠定了良好的物质基础。中国稀土矿产地质工作者在上述丰富、且有特色的稀土资源成矿作用研究基础上所建立的成矿理论在世界上具有领先地位，矿产资源研究所的研究者们在这方面做出了突出贡献。用好、保护好这些来之不易的稀土资源，也是对中国几代稀土矿产地质工作者的尊重。

（2）稀有矿产

经历几代人的艰辛工作，中国稀有金属矿产资源的探查也取得了辉煌成就。新疆3号脉，以及后来发现的江西414、福建南平、广西栗木等稀有金属矿床的发现、勘察和开发，和在青藏高原盐湖中极其丰富的锂、铷、铯等资源的发现，为中国经济建设，特别是尖端科技和国防工业的发展做出了巨大贡献。从1970年代后，从川西甲基卡-可尔因等伟晶岩矿田中不断传出喜讯，近年在幕阜山伟晶岩矿田西南又发现了仁里-传梓源以富钽为特征的超大型稀有金属矿床，另外，在新疆北部超大型火山岩型铍矿床的发现，这些稀有矿产资源无疑会对中国未来高科技和国防现代化建设起到重要的支撑作用。在稀有矿产资源的不断探索和发现中，对其成矿条件有了清晰的认识，因而稀有金属成矿理论也有了突破性提升，对指导今后的找矿工作具有重大意义。

从目前中国稀有金属矿产的发现和开发利用现状看，古生代—中生代是稀有矿产最重要的成矿时代，相应的几个造山带是稀有金属矿产最有利的形成环境。花岗伟晶岩和碱长花岗岩型稀有矿产资源仍是今后探寻的主要目标，新疆阿勒泰、大红柳滩、青海祁连、滇西和华南武夷山等成矿带将会为这两类稀有金属的发现提供重要的找矿靶区。另外，青藏高原盐湖-卤水中的锂-铯资源也具有很大潜力，很值得进一步探索开发。

（3）稀散矿产

中国不但在多金属矿床、铝土矿及含煤地层中有丰富的共、伴生稀散资源，而且一些矿山对稀散金属的回收、利用也积累了宝贵的成果经验，这对于稀散资源在国民经济建设中尽快的发挥作用是非常重要的。

中国的稀散金属矿床包括沉积型、低温热液改造型及中温热液型等多种类型，成矿作用与低温、生物、有机作用关系非常密切。目前积累的大量成果表明，滇黔地区、华北地块边缘、陕甘川地区和辽吉等地，仍是中国寻找稀散元素资源的主要地区。四川大水沟碲矿床和贵州滥木厂铊矿床的发现和研究，为我们深入探索分散元素超常富集机制提供了难得的机遇。加强相关大型超大型矿床中分散元素赋存状态的研究，查明富集规律，找到高品位的富矿体和独立矿床，积极拓展稀散元素在战略性新兴产业领域中的新用途，毫无疑问是今后努力的方向。

致谢在本文的撰写过程中，从中国地质科学院矿产资源研究所科技处和资料室查阅了大量宝贵未公开的资料，于志鸿等老同志提供了极其难得的口述和书面资料，在此向他们表示衷心的感谢。