中新網(wǎng)北京4月24日電 (記者 孫自法)在中國內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市，寓意“富饒的神山”的白云鄂博礦區(qū)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(xiāng)”。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(zhì)與地球物理研究所李獻華院士聯(lián)合研究團隊通過6年持續(xù)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(fā)現(xiàn)，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(tǒng)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(fā)表。

進行精細研究

李揚接受記者采訪介紹說，白云鄂博礦區(qū)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(fā)現(xiàn)近百年來一直未能獲得突破。

中國內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)。李揚 供圖　　在包鋼集團支持下，本次聯(lián)合研究團隊自2019年開始在白云鄂博深入開展地質(zhì)填圖研究，系統(tǒng)厘定了白云鄂博礦區(qū)48平方公里范圍內(nèi)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(fā)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(tǒng)計分析，從而得出本項顛覆傳統(tǒng)認知、揭秘白云鄂博巨量稀土資源成因的重要科研成果。

引領產(chǎn)業(yè)發(fā)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(guī)律的好奇使然，更是以理論創(chuàng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力。

研究團隊通過系統(tǒng)地質(zhì)填圖，在白云鄂博主礦和西礦采場及東接觸帶識別出大規(guī)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(fā)布會暨白云鄂博礦床地質(zhì)學術研討會上，發(fā)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(fā)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(chǎn)能，改變了世界稀土產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。

據(jù)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(yōu)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(yè)黃金”和“萬能之土”。(完)