综述：稀土元素离子吸附型粘土矿床的基础：基于矿物系统方法的勘探研究

这篇综述系统阐述了稀土元素（REE）离子吸附型粘土矿床（IACD）的成矿机制与全球分布特征，重点探讨了其作为重稀土（HREE）主要来源（占全球80%）的关键作用。通过矿物系统框架（Mineral Systems Approach），作者解析了REE来源（花岗岩/外部流体）、风化过程中pH依赖的REE迁移（如F? /CO3 2? 络合）、粘土吸附（高岭石/埃洛石）及低侵蚀环境的保存条件，为绿色技术所需的HREE勘探提供了理论支撑。

　　

摘要

随着绿色技术对关键金属需求的激增，稀土元素（REE）尤其是重稀土（HREE）的供给成为焦点。离子吸附型粘土矿床（IACD）因其HREE富集（占全球80%）、低铀钍含量及高效提取工艺脱颖而出。本文通过矿物系统方法，揭示了IACD的成矿四要素：REE源岩多样性（花岗岩/变质岩/流体输入）、风化迁移（pH/配体调控）、粘土吸附（高岭石/埃洛石）及稳定保存条件（低侵蚀热带环境）。

引言

REE的独特磁性与催化性能使其成为可再生能源（如风电永磁体）和数字技术的核心材料。尽管地壳丰度高于金铂，但经济可采的REE矿床稀缺，且碳岩型矿床多富集轻稀土（LREE），难以满足HREE需求（如Dy需求预计增长2600%）。中国主导全球70%的REE供应，但IACD的勘探突破（如巴西Serra Verde、乌干达Makuutu）正重塑资源格局。

化学风化

IACD的形成始于REE矿物的化学风化。REE通过F^?
、SO₄
^2?
等配体络合或水合态迁移，其分异受源岩（LREE/HREE比例）和流体化学（pH/配体浓度）控制。例如，酸性流体促进LREE淋失，而近中性条件（pH≈6）最利于REE在粘土表面吸附。

矿物系统框架

该框架将IACD视为动态系统：源岩（如中国南方花岗岩）→流体驱动REE活化→粘土吸附（需避免过度降雨导致的剖面坍塌）→长期保存（如澳大利亚Koppamurra的低侵蚀台地）。模型强调，非传统源岩（如玄武岩）和外部流体（热液）亦可形成经济矿床。

结论

1. REE源岩不限于花岗岩，基性岩/沉积岩同样重要；
2. 风化流体pH和配体浓度主导REE分异；
3. 近中性pH是粘土吸附REE的最佳条件；
4. 低侵蚀环境是矿床保存的关键。未来需加强全球IACD勘探，尤其关注气候-构造耦合区的未开发靶区。

作者贡献

Samantha C. Russo主导撰写，团队融合了矿床学（Ignacio González-álvarez）与地球化学（Alex J. McCoy-West）的多学科视角。研究获澳大利亚博士后奖学金支持，并基于CSIRO合作数据。