研究核心发现 - 中国科学院广州地球化学研究所团队揭示了碳酸质岩浆侵位深度是控制稀土能否超常富集成矿的关键因素 相关成果发表于《自然·通讯》[1] - 研究通过高温高压实验模拟发现 以地下约10公里 对应压力约0.3 GPa为界 岩浆演化呈现两条截然不同的路径[1] 浅部侵位岩浆演化路径与结果 - 当碳酸质岩浆侵位深度小于10公里 压力小于0.3 GPa时 磷灰石较早结晶 其富含硅和钠的晶体结构如同“牢笼” 将稀土元素早期锁定在晶格内 难以迁移聚集[1] - 低压环境促使岩浆释放大量低盐度热液 这类热液搬运稀土元素能力很弱 无法将残余稀土有效聚集 因此难以形成有经济价值的矿床[1] 深部侵位岩浆演化路径与结果 - 当碳酸质岩浆侵位深度大于10公里 压力大于0.3 GPa时 橄榄石最先结晶 大量消耗岩浆中的“硅” 使后续结晶的磷灰石无法构建“牢笼”锁死稀土[2] - 高压环境使岩浆溶解更多水 延迟热液流体分离 促使体系向富碱和富挥发分的“盐熔体”演化 稀土元素在此类盐熔体中溶解度较高[2] - 稀土元素能在残余熔体中持续富集 并结晶出大量过渡性矿物 为晚期氟碳铈矿等经济矿物的大规模沉淀奠定基础[2] 理论意义与勘查启示 - 该研究首次构建了“压力—矿物结晶顺序—熔体性质—稀土富集”的完整因果链条 深化了对稀土超常富集机制的认知[2] - 研究阐释了全球碳酸岩型稀土矿床的分布规律 世界级矿床如中国白云鄂博 牦牛坪的成矿岩体侵位深度均大于10公里[2] - 许多侵位较浅的碳酸岩体 如坦桑尼亚的伦盖伊 虽然含稀土但往往分散不富集 不具备开采经济价值[2] 行业背景 - 稀土是新能源 高新技术等领域不可或缺的关键原料[1] - 全球一半以上的稀土储量来自名为“碳酸岩”的火成岩 然而仅有不到10%的碳酸岩体真正形成了有经济价值的稀土矿床[1]