位于华北克拉通北缘的白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床，以其丰富的稀土资源闻名于世。自1927年铁矿体被发现以来，人们在矿床的物质组成、年代学和矿床地球化学特征方面取得了大量的研究成果。但迄今为止，巨量稀土元素的富集机制仍然是个未解之谜。最新的研究表明，碳酸岩浆是稀土元素尤其是轻稀土元素最为有利的载体。

白云鄂博矿区内发育有大量的火成碳酸岩脉，依据矿物组成的不同可以划分为三种类型：白云石型、白云石-方解石共存型和方解石型。地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室博士后杨奎锋与合作导师范洪瑞研究员等近期在露头尺度发现了它们的切割关系，可以确定方解石型碳酸岩脉的侵位稍晚于白云石型碳酸岩脉，即白云鄂博地区的碳酸岩浆存在由白云石型向方解石型演化的趋势。碳酸岩脉的主量、稀土和微量元素组成显示，随着碳酸岩脉中方解石矿物组分的增加，Sr和LREE的含量呈明显富集趋势。这些特征表明，分离结晶在白云鄂博地区的碳酸岩浆演化过程中起了重要的作用，且很有可能正是白云鄂博地区巨量稀土元素富集的内在机制。

白云鄂博稀土矿发育在狼山-白云鄂博陆缘裂谷系内，在中元古代全球性Columbia超大陆裂解的背景下，裂谷系内大量基性岩浆、碳酸岩浆活动，碳酸岩的Nd同位素模式年龄tDM=1607~1788Ma与白云鄂博裂谷系的初始形成时代相吻合，而其结晶年龄1354±57Ma（全岩Sm-Nd等时线年龄）也与超大陆的最终裂解时代相一致。在白云鄂博裂谷系长期缓慢拉张的背景下，华北克拉通北缘的岩石圈地幔始终处于低程度部分熔融状态，促使大量碳酸岩浆形成，持续的分离结晶作用也造成大量LREE在最晚期的方解石型碳酸岩浆中聚集，并造就了现如今世界级的白云鄂博超大型稀土矿床。

 图1: 白云鄂博矿区火成碳酸岩脉和含矿白云岩的SrO-FeO组成相关图解

图2: 白云鄂博矿区火成碳酸岩脉的稀土元素球粒陨石标准化配分图解

该研究成果近期发表在国际权威的矿床学期刊Ore Geology Reviews上（Yang et al. Mesoproterozoic carbonatitic magmatism in the Bayan Obo deposit, Inner Mongolia, North China: Constraints for the mechanism of super accumulation of rare earth elements. Ore Geology Reviews. 2011, 40: 122-131）。

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