第七届青年地学论坛

    碳酸岩及伴生碱性硅酸岩是稀土矿产资源的主要矿床类型。几乎所有的碳酸岩都以LREE（La、Ce、Pr、Nd）富集为主，其中Nd和Pr最具市场价值。在过去十年中，对稀土矿床的持续兴趣致使已发表的碳酸岩型稀土成矿相关研究增加。本文将这些野外和岩石学观测与最新的实验岩石学和地球化学研究进展相结合，提出了碳酸岩型稀土成矿的简化模型。
    碳酸岩岩浆的起源可以追溯至地幔，一般来自富集地幔源区（EM1, EM2和HIMU）。从构造背景和地幔源来看，这些富含稀土元素碳酸岩熔体可以在任何富二氧化碳的地幔中形成，不管富集是如何发生的。碳酸岩岩浆可直接形成于碳酸盐化地幔的部分熔融，或形成于碱性硅酸盐熔体的液态不混溶或分离结晶，这些过程都会导致碳酸岩岩浆中稀土的富集。最初的短暂碳酸岩岩浆侵入基本决定了碳酸岩中富集稀土的总量，其在后期额外获得的稀土可以忽略。矿物分离结晶对稀土富集较为关键。碳酸岩通常由方解石、白云石到铁白云石碳酸岩演化。随着碳酸岩熔体的演化，碱和稀土由于在早期结晶矿物（碳酸盐、磁铁矿、橄榄石、单斜辉石）中的不相容性而富集在残余熔体中。随着碳酸岩熔体演化为更富镁和铁的成分，一些组分被保留在熔体中，如钠、钾、水、硫酸盐、氯化物和氟化物，形成碱性“盐熔体”，并结晶最早期的稀土矿物如独居石和碱稀土碳酸盐（如黄碳锶钠石）。碳酸岩系统演化的晚期，盐熔体演化成更为传统的热液流体，盐度随着H₂O含量的增加而降低。碳酸岩自交代流体的温度高达400℃，而外来流体通常较冷（高达250°C）。早期稀土碳酸盐矿物很少被保存下来，一般在流体交代中被独居石和无碱稀土（氟）碳酸盐取代。值得注意的是，低温流体不会直接沉淀稀土矿物，而是将存在的高可溶性碱稀土碳酸盐重新结晶为不易溶的稀土碳酸盐，如氟碳铈矿。同时，稀土元素在局部范围内可被热液进一步活化，导致稀土的再分配。例如，热液稀土矿物的结晶可以与早期磷灰石和方解石的溶解相关。与热液活动相似，风化过程也可以导致原生稀土相的分解并迁移沉淀为新的稀土矿物相。

碳酸岩,稀土矿床,成矿模型