稀有及稀土金属.docx

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稀有及稀土金属

十八、稀有及稀土金屬

（一）稀有及稀土金屬的性質、用途及礦產資源概況

1.稀有及稀土金屬的性質和用途

稀有金屬主要包括鋰、銣、銫、鈹、鈮、鉭、鋯、鉿等。

稀有金屬具有許多特殊的物理化學性質，因而是現代工業和最新科學技術發展必不可少的材料。

例如金屬鋰燃料有溫度高、燃燒速度快、火焰寬、排氣快、單位重量小等優點，是一種高能量的固體燃料。

鈹的比重小、彈性係數大、熔點比鋁和鎂高出一倍以上，在航空和太空工業器械方面用以製造結構組件。

鋯的氧化物被用作火箭外殼表面的保護層以及火箭的噴嘴和噴氣機引擎等。

銣、銫具強烈的光電效應，在電子工業中用來製造各種光電設備及半導體材料。

鈮主要用以熔煉高強度合金鋼。

鉭具較好的熱、電傳導性，可與其它鎢、鉿等難熔金屬製成熱穩定性強的合金。

稀土元素（RareEarthElements，簡稱REE）共十四個（原子序數為57~71），計有鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、鉕（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、鎦（Lu），其中鉕在自然界中未曾發現。

稀土金屬傳統上作為合金鋼的添加劑，生產高強度合金鋼；近代成為製作半導體材料及精密工業原料。

2.稀有及稀土金屬礦產資源概況及生產現狀

花崗偉晶岩礦床是鋰、銣、銫、鈹、鉭等稀有金屬的主要來源。

世界內生礦床儲量中，鋰約95%、銣約14%、銫約73%、鈹約53%、鉭約37.5%，均來自偉晶岩礦床。

此外，與鹼性花崗岩有關的鉭礦床也很有重要意義，其特點是儲量大、品位富。

鹽湖鹵水亦是鋰、銣、銫的巨大資源。

產於火山岩中的羥矽鈹石（Bertrandite）礦床，為美國鈹的最重要來源。

鋯、鉿的來源目前仍然是砂礦。

（二）稀有及稀土金屬的地球化學特徵

1.鋰

鋰在自然界有

和

兩個同位素。

離子半徑為0.68。

鋰易形成氧化物、水化物和氯化物。

大部分鋰鹽易溶解於水，只有Li2CO3、Li3PO4在水中不易溶解。

鋰在自然界分佈比較廣泛，主要呈分散狀態在某些偉晶岩、雲英岩及鹵水中富集。

鋰在酸性岩漿中含量較高，特別是在多期複式岩體的晚期侵入體中，其含量更高。

鋰在花崗偉晶岩中的含量常隨其中熱液交代作用的增強而增加，可形成鋰雲母、磷鋰鋁石（Variscite）、透鋰長石等鋰的獨立礦物。

在花崗偉晶岩中鋰主要分散於白雲母中。

在雲英岩化花崗岩中鋰顯著富集，形成各種含鋰雲母（黑雲母、含鋰黑雲母、鐵鋰雲母、鋰雲母）。

此外，鋰也富集在某些鹽湖鹵水和地下鹵水中，有的鋰含量達到工業品位而成為巨大的礦床。

2.銣、銫

在自然界銣有

和

兩個同位素。

銫只有一個同位素

。

銣的離子半徑為1.49。

銫的離子半徑為1.65。

銣有較大的揮發性，化學性質活潑。

銣鹽、複鹽和絡鹽，都溶解於水。

銣與氧結合形成Rb2O、Rb2O2、Rb2O3、RbO2、RbO3等類型的氧化物。

銫是鹼金屬中最重的一個，化學性質活潑。

銫的氯化物、硫酸鹽易溶於水。

銫的複鹽及絡鹽不易溶於水。

銫與氧結合形成Cs2O、Cs2O2、Cs2O3、CsO2、CsO3等類型的氧化物。

由於銣與鉀離子半徑相似，因此大部分銣以類質同象形式分散在含鉀礦物中。

銫在自然界大部分處於分散狀態，但有獨立礦物：

銫沸石（Pollucite）和氟硼鉀石（Avogadrite）。

銫亦常與鉀發生類質同象置換，但由於兩者離子半相差較大，限制了銫進入含鉀礦物中的數量。

銣、銫在酸性岩漿中相對較富集。

在花崗岩中大部分銣分散於黑雲母及微斜長石中，而主要含銫礦物是黑雲母、白雲母、銫榴石、天河石（Amazonite）、微斜長石。

銣、銫在花崗偉晶岩中含量較高，銫榴石只產在花崗偉晶中。

在雲英岩化和納長石化花崗岩中，銣、銫主要富集於雲母類礦物內。

3.鈹

鈹在自然界呈二價陽離子，半徑為0.34。

鈹具兩重性，既可形成陽離子，又可形成複合陰離子。

當介質是酸性時，以陽離子形式存在；當介質呈鹼性時，則以複合陰離子形式存在。

鈹在酸性岩中含量較高，尤其在酸性岩漿活動晚期形成的花崗岩中含量最高。

在花崗岩中鈹主要以類質同象形式進入各種造岩礦物中，主要是黑雲母和白雲母，其次為斜長石及角閃石。

鈹在偉晶岩中含量較高，主要形成綠柱石。

在雲英岩中鈹也是主要形成綠柱石，常富集成礦床。

4.稀土金屬

稀土金屬在自然界一般是以三價陽離子狀態存在，它們的物理化學性質非常接近，所以常緊密共生。

稀土金屬的氧化物不溶於水，但可與水結合形成氫氧化物。

由於稀土金屬的離子半徑、離子電位、配位數、極化性質等與鈣離子近似，所以它常以類質同象形式存在於含鈣礦物中。

稀土金屬在各類岩漿岩中的含量，由超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩逐漸增高。

花崗岩中的平均含量為0.04%，常形成褐簾石、獨居石等獨立礦物。

也有部分稀土金屬以類質同象形式進入長石、黑雲母等造岩礦物中。

花崗偉晶岩中稀土金屬的平均含量比花崗岩高，大部分以獨立礦物形式存在，首先晶出磷酸鹽類礦物（獨居石、磷釔礦），然後晶出鈦鈮鉭酸鹽類礦物（褐釔鈮礦、黑稀金礦Euxenite、鈮釔礦Samarskite等），最後晶出矽酸鹽類礦物（淡紅矽釔礦Tombarthite、矽鈹釔礦Ytterbite）。

5.鋯、鉿

鋯、鉿在各種岩石中的含量不一，由超基性岩→基性岩→中性岩→酸性岩逐漸增加。

在花崗岩中鋯主要形成鋯石。

在花崗岩多期複式岩體中晚期岩體富含鉿。

鋯在花崗偉晶岩中主要以獨立礦物－鋯石及其變種－曲晶石（Cyrtolite，富鈾）、水鋯石（Malacon，富釷）、鉿鋯石（富鉿、鈹、鋁）的形式出現。

6.鈮、鉭

大部分鈮、鉭以類質同象方式進入其它礦物中，只有一小部分形成獨立礦物。

由於鈮、鉭的離子半徑均為0.66，電價亦相同，所以，兩者經常存在於同一礦物內。

鈮、鉭在花崗岩中含量較高，且主要分散於由鈦、鋯、鐵等組成的礦物中。

在偉晶岩形成的晚期階段可形成一系列鉭的獨立礦物。

鈮、鉭的富集主要與鈉長石化及白雲母化有關。

與白雲母化有關的鈮、鉭礦物主要是鈮鐵礦；與鈉長石化有關的鈮、鉭礦物為鈮鐵礦、鉭鐵礦；與鋰雲母化有關的鉭礦物是錳鉭鐵礦、鉭錫礦（Thoreaulite）、鉭鉍礦（Bismutotantalite）、細晶石（Microlite）及鉭鋁石（Simpsonite）等礦物。

（三）稀有及稀土金屬的工業礦物、礦石類型

稀有及稀土金屬礦物種類繁多，其中重要的工業礦物有：

Li:

Spodumene鋰輝石（LiAl）Si2O6

Lepidolite鋰雲母（＝鱗雲母）KLi1.5Al1.5[AlSi3O10]（OH,F）2

Zinnwaldite鐵鋰雲母KLiFe2+Al[AlSi3O10]（F,OH）2

Petalite透鋰長石LiAlSi4O10

Be:

Beryl綠柱石Be3Al2Si6O18

Euclase藍柱石BeAlSiO4（OH）

Phenakite矽鈹石Be2SiO4

Bertrandite羥矽鈹石Be4Si2O7（OH）2

Chrysoberyl金綠寶石BeAl2O4

Danalite鈹榴石Fe4[BeSiO4]3S

Helvite日光榴石Mn4[BeSiO4]3S

Cs:

Pollucite銫沸石Cs[AlSi2O6]．nH2O

Amazonite天河石微斜長石的綠色變種（K,Cs）AlSi3O8

REE:

Monazite獨居石（Ce,La）[PO4]

Bastnaesite氟碳鈰礦Ce[CO3]F

Parisite氟碳鈣鈰礦Ce2Ca[CO3]3F2

Rinkolite綠層矽鈰鈦礦CeNa2Ca4Ti[Si4O15]F3

Zr:

Zircon鋯石ZrSiO4

Baddeleyite斜鋯石ZrO2

Y:

Xenotime磷釔礦Y[PO4]

Nb,Ta:

Columbite鈮鐵礦（Fe,Mn）Nb2O6

Tantalite鉭鐵礦（Fe,Mn）Ta2O6

Pyrochlore燒綠石（Ca,Na）2（Nb,Ti）2O6F

Microlilte細晶石CaNa（Ta,Ti）2O6（OH,F）

Euxenite黑稀金礦（Y,Ca,Ce,U,Th）（Nb,Ta,Ti）2O6

（四）稀有及稀土金屬礦型及典型礦床實例

稀有及稀土金屬礦床類型較多，主要與酸性岩漿作用（花崗岩、偉晶岩），及鹼性岩漿作用有關，大部分礦化作用主要與熱液活動有關。

1.花崗岩型稀有及稀土金屬礦床

自五十年代在奈及利亞發現含鈮鐵礦花崗岩以來，對花崗岩中稀有金屬礦化的成因一直存在著不同意見，一般認為花崗岩中稀有及稀土金屬的礦化是含礦熱液交代花崗岩形成的。

也有人認為其中某些礦物是從岩漿中晶出的，屬岩漿礦床。

奈及利亞、蘇聯、法國等都有花崗岩型稀有及稀土金屬礦床。

這類礦床主要在中國華南地區分佈廣泛。

礦床實例：

江西雅山花崗岩型細晶石、鈮鉭鐵礦礦床

礦床位於武功山複背斜東北部的雅山岩體，區內主要地層為一套前泥盆系的淺變質砂頁岩，有從加里東期至燕山晚期多次岩漿活動，其中以酸性花崗岩分佈最廣、規模最大。

鈮鉭礦床與燕山期鈉長石花崗岩株及花崗岩脈有關。

礦體中稀有金屬礦物主要有富錳鈮鉭鐵礦、細晶石、含鉭錫石及鋰雲母。

鋰、銣、銫主要賦存於鋰雲母中，部分銫分散於石榴石、部分銣分散在長石中。

該礦床是一大型的綜合性稀有金屬礦床。

2.霞石正長岩型稀有及稀土金屬礦床

與霞石正長岩這種鹼性岩有關的礦床，可分為兩個類型：

鈉質霞石正長岩型稀有及稀土金屬礦床

此類礦床常是鈮、稀土及鈾、釷的綜合性礦床。

稀有及稀土金屬礦物主要為綠層矽鈰鈦礦（Rinkolite）。

含礦岩體常具似層狀構造。

稀有及稀土金屬礦物在鹼性岩內呈浸染狀或似層狀分佈。

礦床實例：

遼寧鳳城賽馬鹼性正長岩型稀有及稀土金屬礦床

礦區內出露太古代大理岩、元古代千枚岩、震旦紀石英岩、晚二疊紀鹼性侵入岩、侏儸紀火山質凝灰岩及砂頁岩。

鹹性正長岩（220-240Ma）侵入於大理岩、千枚岩及石英岩中。

礦床有三種主要礦化類型（亦與鈾含量之增加有關）：

（1）綠層矽鈰鈦礦型礦化：

這是本礦床最主要的礦化型，構成了礦床主體，位於草綠色霓霞正長岩內。

主要工業礦物為綠層矽鈰鈦礦。

（2）富鈾燒綠石型礦化：

礦化賦存於岩體西部接觸帶的矽卡岩中。

主要工業礦物為富鈾燒綠石（U-richPyrochlore），常呈細小八面體晶體產出，粒徑小於0.02mm，為黑色到褐色，具環帶結構。

（3）脈狀瀝青鈾礦礦化：

礦化賦存於岩體西部接觸帶的蝕變草綠色霓霞正長岩及部分雲霞正長岩、黑色霓霞正長岩。

含瀝青鈾礦之礦脈即充填於此類蝕變岩石的裂隙中。

瀝青鈾礦呈膠狀、腎狀及浸染狀與方解石、玉髓、螢石等一起組成礦脈。

該類礦化規模不大。

雲霞正長岩型稀有及稀土金屬礦床

這類礦床在成因上與鈉長石化雲霞正長岩有關，常是鋯、鈮及稀土金屬的綜合性礦床，具有重要的工業意義。

主要工業礦物是燒綠石，水鋯石，其次為釷石、鈮鈣礦（Fersmite,[Ca,Ce,Na][Nb,Ta,Ti]2[O,OH,F]6），偶見易解石（Aeschynite，[Ce,Ca,Fe,Th][Ti,Nb]2[O,OH]6）、鈰磷灰石等，常與鈉長石化關係密切，局部地段疊加碳酸鹽化，並伴隨有燒綠石的形成。

礦床實例：

蘇聯櫻桃山鹼性岩型稀有金屬礦床

櫻桃山鹼性岩位於烏拉山南部，侵入於花崗片麻岩、角閃石黑雲母片麻岩及角閃岩等變質岩系中。

鈮、鉭在各種鹼性岩中含量不均勻，其中以雲霞正長岩中的含量最高。

由雲霞正長岩到黑雲母正長岩和霓輝正長岩中的含量遞減，但鈮鉭的比值無顯著變化。

在雲霞正長岩體的內接觸帶及岩體內裂隙、斷層發育地段，鈉長石交代作用尤為強烈，形成了鈉長石岩。

其中燒綠石及鋯石高度富集，形成了大型鋯、鈮礦床。

3.鹼性花崗岩型稀有及稀土金屬礦床

鹼性花崗岩（多為A型花崗岩）常分佈於活化地台內，呈規模不大的雜岩體。

岩體中的暗色礦物為鹼性角閃石（鈉閃石，Riebeckite；鈉鐵閃石，Arfvedsonite）、鹼性輝石（霓石，Aegirine）或黑雲母及黑鱗雲母。

稀有金屬礦物在岩體內呈浸染狀分佈，形成浸染狀礦石。

這類礦床常是多種稀有金屬伴生，品位富，規模大，是重要的稀有金屬礦床類型。

該類礦床在蘇聯分佈較多，中國內蒙古等地亦有分佈。

礦床實例：

內蒙古巴爾哲鹼性花崗岩型稀有及稀土金屬礦床

礦區位於大興安嶺隆起帶南段，東西向和北東向構造體系相交之部位。

區域內北東向或北北東向深斷裂發育，沿這些深斷裂，形成一系列中生代斷陷盆地。

盆地內有中生代火山熔岩及碎屑岩分佈，其後有燕山期中性、中酸性及鹼性花崗岩侵入。

礦體內主要稀有及稀土金屬礦物是鋯石、矽鈹釔礦、氟碳鈣鈰礦、獨居石、鈮鐵礦、燒綠石、黑稀金礦及鈮金紅石等。

含礦岩體內稀有及稀土金屬礦化普遍，分佈均勻，整個岩體就是礦體。

岩體

，

，表示岩漿來自上地函，且未受到地殼之污染。

（Nd=[（143Nd/144Nd）samp/（143Nd/144Nd）bulkearth-1]104）

該礦床是鈹、鈮、鉭、稀土及鋯等多種金屬伴生的大型綜合性礦床，具有很大的工業價值。

4.火成碳酸岩型稀有及稀土金屬礦床

火成碳酸岩（carbonatite）是指岩漿成因的、以碳酸鹽類礦物為主的一種火成岩。

常與超基性-基性岩緊密伴生，有時也與鹼性岩伴生。

火成碳酸岩型礦床中，礦產以鈮、鉭、稀土金屬為主，常規模巨大，礦石品位較富，有時整個碳酸岩體均含礦。

在歐美鈮的總儲量中，這類礦床占98.9%。

在稀土金屬的總儲量中，該類礦床的鈰族稀土占44%。

火成碳酸岩常呈岩筒、岩脈、環狀脈、放射狀脈及錐狀脈等形式侵入於超基性-鹼性雜岩體內，有時也具噴出岩特徵，呈熔岩流及火山碎屑噴出物產出。

火成碳酸岩的礦物成分複雜而多樣，已發現的礦物有150種左右，其中碳酸鹽類礦物占80-99%，主要是方解石、白雲石、鐵白雲石、菱鐵礦等。

此外有自然元素、碳化物、硫化物、氧化物、鹵化物、硫酸鹽、磷酸鹽、矽酸鹽等礦物。

稀有金屬礦物主要有燒綠石、鈾鉭鈮礦、鈮釔礦、鈮鐵礦、方釷石、鋯石、斜鋯石、獨居石、氟碳鈰礦。

碳酸岩的化學成分亦較複雜，有豐富的鋇、鍶、鈦、鈮、稀土金屬、磷、鈾、釷和氟等。

火成碳酸岩型礦床分布相當廣泛，例如巴西的阿拉克薩和卡塔羅（AraxaandCatalao）、馬拉威的坎崗崆地（Kangankunde）、蘇聯科拉半島的基比納（Khibina,KolaPeninsula）、美國的比爾羅吉（BearLodge,Wyoming）和金姆公園（GemPark,Colorado）、加拿大的索耳湖（ThorLake,NorthwestTerritories）和加丁尼奧（Gatineau,Quebec）、挪威的范（Fen）、印度的沙努（Sarnu,Rajasthan）和西澳的威爾德山（Mt.Weld）等均屬這一類礦床。

礦床實例：

巴西阿拉克薩火成碳酸岩（Araxacarbonatite）礦床

巴西阿拉克薩火成碳酸岩礦床是世界上最大的鈮礦床，其儲量占世界鈮儲量的70%以上。

該礦床是在六十年代初期，由於其附近具有強放射性而被發現的，所提供的鈮為西方世界所需的60%以上。

阿拉克薩鹼性岩體形成於白堊紀，侵入於前寒武系的阿拉克薩群中。

呈岩筒狀，直徑約4.5km。

岩體近地表部分已遭受強烈的紅土化作用。

主要碳酸鹽類礦物是白雲石類。

火成碳酸岩具鈮礦化，品位一般低於0.4%。

原生碳酸岩遭受了強烈的風化作用，從而使鈮進一步富集，該帶Nb2O5的品位達2.5%以上，個別甚至高達5%，是主要的工業礦體。

主要鈮礦物為水鋇鍶燒綠石，伴生礦物有針鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、重晶石、獨居石等。

該礦床除鈮外，還可回收鈾、釷及稀土金屬等。

5.花崗偉晶岩型稀有金屬礦床

這類礦床是稀有金屬的重要來源。

花崗偉晶岩中常有鋰、鈹、鈮、鉭、銣、銫、鋯、鉿及稀土金屬等高度富集，形成多種稀有金屬礦物，如鋰雲母、鋰輝石、透鋰長石、綠柱石、矽鈹石、鈮鐵礦、鉭鐵礦、褐釔鈮礦、燒綠石、細晶石、鋯石、曲晶石及銫沸石等。

含稀有金屬偉晶岩屬於複雜偉晶岩，其中熱液交代作用發育，主要是白雲母化，鈉長石化和鋰雲母化。

大部分稀有金屬礦物的形成和富集均與這些交代作用有關。

偉晶岩的形成包括結晶分異作用及熱液交代作用兩個階段，稀有金屬的富集一部分與結晶作用有關，一部分與熱液交代作用有關。

挪威奧斯陸地區（OsloRegion）的正長岩偉晶岩中含22種稀土元素礦物。

礦床實例：

新疆富蘊縣可可托海偉晶岩型稀有金屬礦床

可可托海位於新疆東北角，接近蒙古的邊界，礦區內最重要的三號偉晶岩脈產於角閃輝長岩中。

該偉晶岩脈分異良好，交代作用發育，含有多種稀有金屬礦。

偉晶岩具明顯的帶狀構造，由脈壁到中心可分成以下幾帶：

文象（graphic）結構帶石英、鋰輝石帶

糖粒狀鈉長石帶白雲母、鈉長石帶

塊狀微斜長石帶鈉長石、鋰雲母帶

石英、白雲母帶石英、銫沸石帶

葉鈉長石、鋰輝石帶塊體微斜長石和塊體石英帶

綠柱石主要分佈於、帶。

鋰以鋰輝石、鋰雲母形式富集於、帶。

鈮主要富集於－帶。

鉭主要富集於－帶。

銫集中於帶。

銣全部分散於白雲母、鋰雲母和鉀長石內，這些礦物形成愈晚含銣愈多。

銫主要分散於綠柱石、白雲母、鋰雲母和鉀長石中，只有少量在晚期階段形成銫沸石中。

鉿主要富集在鋯石內，從脈壁到中心，鋯石中含鉿量逐漸增高。

整個岩脈屬早燕山期的侵入體。

該偉晶岩體規模巨大，多種稀有金屬礦物伴生，為偉晶岩成因及演化的研究提供了豐富的實際資料。

近代由於鋰主要採自蒸發鹽岩，此礦床之經濟價值銳減。

6.雲英岩型稀有金屬礦床

雲英岩型（氣成熱液型）稀有金屬礦床中含有稀有金屬鈹、鋰，並經常有鎢、錫伴生。

這類礦床一般分佈於花崗岩體頂部的砂岩、頁岩及火山岩等圍岩內。

礦體多成脈狀及網脈狀。

主要礦石礦物有綠柱石、日光榴石（Helvite）、鋰雲母及鐵鋰雲母。

礦床規模一般為中小型。

在花崗岩漿結晶作用的晚期，含F,H2O,S,CO2的氣化熱液對花崗岩進行強烈的交代形成各種相的雲英岩以及鈹礦物的富集。

此類礦床在蘇聯、蒙古、非洲及中國都有較廣泛的分佈。

礦床實例：

廣東萬峰山雲英岩型綠柱石－日光榴石鈹礦床

礦區內地層為侏儸紀小坪煤系，由礫岩、砂岩及頁岩組成，夾有劣質煤層。

有兩次燕山期的岩漿活動，先後形成石英斑岩和黑雲母花崗岩，兩者呈侵入接觸。

黑雲母花崗岩體內鈉長石化及雲英岩化交代作用發育，形成鈉長石化花崗岩、雲英岩化花崗岩及雲英岩型稀有金屬礦床。

雲英岩中不同礦物組合的分佈具明顯的分帶性，形成不同的雲英岩帶。

由雲英岩體中心向外可分成以上幾帶：

綠柱石－日光榴石帶；黃玉－石英雲英岩帶；

黃玉－黑鱗雲母－石英雲英岩帶；黑鱗雲母－石英雲英岩帶。

上述四帶組成了含鈹雲英岩型礦體。

組成雲英岩的礦物主要是石英、黃玉、黑鱗雲母及白雲母。

鈹礦物是綠柱石、日光榴石、羥矽鈹石及藍柱石。

有黑鎢礦、錫石及黃鐵礦等伴生。

7.風化殼型稀有及稀土金屬礦床

風化殼型稀有及稀土金屬礦床主要是含稀有及稀土金屬的花崗岩經風化作用後，此等金屬發生新的富集而形成。

這種富集作用可由穩定的原生礦物堆積而成，或是原生礦物在風化過程中分解形成游離的稀有及稀土金屬離子，而後被黏土礦物吸附而成。

這類礦床埋藏淺、結構疏鬆、易採、易選，具有很大的工業價值。

奈及利亞焦斯高原（JosPlateau）上的花崗岩風化殼中的鈮鐵礦是這類礦床的典型代表，是世界鈮鐵礦的主要產地之一。

中國南方各省（區）也分佈有這類礦床。

9.海濱砂礦型稀有及稀土金屬礦床

澳大利亞、印度、巴西及中國沿海地區皆有此類礦床分佈。

礦床實例為海南島海濱鋯石、獨居石、鈦鐵礦砂礦床；礦區位於海南島東岸，岩源為區內之中生代花崗岩，礦層分佈於砂堤群及乾凅之潟湖。

10.複合成因稀有、稀土礦床

是指成礦物質具有多種來源、成礦階段多期次和成礦作用多成因的礦床，有下列特徵：

（1）大地構造位置上，多處於地台（或大陸）邊緣的深大斷裂帶附近。

（2）含礦層屬於淺海相沈積，岩石組合為碎屑岩和碳酸鹽岩。

（3）主要成礦時代幾乎都在元古代，有些熱液成礦作用發生於後。

（4）礦區內岩漿活動頻繁，發育出鹼性基性岩和花崗岩。

（5）礦體大都呈層狀，似層狀或透鏡狀。

（6）礦石中不同來源的元素和礦物種類多，組合複雜。

礦床實例內蒙古白雲鄂博鐵鈮稀土礦床

礦區位於包頭之北的白雲村，寬溝大斷裂與烏蘭寶力格深大斷裂的交匯處，分佈著中元古代（約1500Ma）的一套白色石英岩、板岩、灰岩和白雲岩，總厚度大於9000公尺。

礦區東西長約18km，南北寬約5km，白雲岩是主要含礦層，礦石顯著富集的元素有鐵、鈮、鉭、輕中稀土、釔等，以往主要是開採鐵礦，但目前已知是世界最大的稀土礦床。

白雲鄂博已經發現的礦物達170種左右，其中鈮、稀土、鈦、鋯、釷及鐵的礦物近60種，屬於世界承認的新礦物有19種。

礦體和圍岩發育有廣泛的熱液交代作用，係由海西期酸性岩漿及其熱液所形成，分為接觸交代，鈉、氟交代和充填交代。

礦床之形成除與花崗岩之侵入有明顯關係外，尚與鹼性岩漿熱液作用有關。

礦石中87Sr/86Sr初始比為0.7030~0.7065，

平均為+3.8

，說明礦液可能源於深部（地函），熱液成礦作用所形成的白雲母類K-Ar等時年齡為270Ma。

整區可分為以沈積成因為主，接觸交代成因為主和熱液交代成因為主的礦床，是一個多成因的典型礦床。

（五）稀有金屬礦床在時間和空間上的分佈

稀有金屬礦床主要分佈於地台或活化地台中，它們主要是碳酸岩型、鹼性岩型、鹼性花崗岩型、花崗岩型及偉晶岩型。

以時代而言，海西期是一個重要的成礦時期：

美國阿帕拉契海西褶皺帶有偉晶岩型稀有金屬礦床；西歐法國中部的海西褶皺帶有鹼性花崗岩型和花崗岩型稀有金屬礦床；烏拉山－蒙古海西褶皺帶上的蘇聯、蒙古有花崗岩型、雲英岩型、熱液型、接觸交代型以及偉晶岩型、鹼性交代岩型和鹼性花崗岩型稀有金屬礦床。

空間分佈

非洲地台有辛巴威著名的比基塔（Bikita）偉晶岩型稀有金屬礦床、南非的格拉夫洛特－邁卡（Gravelotte-Mica）偉晶岩型稀有金屬礦床、馬達加斯加的偉晶岩型稀有金屬礦床、馬里的阿迪翁尼（Adiounedj）偉晶岩型稀有金屬礦床、奈及利亞的鹼性花崗岩和花崗岩型稀有金屬礦床以及中非和東非的偉晶岩型、花崗岩型及雲英岩型稀有金屬礦床。

北美地台有世界著名的加拿大伯尼克湖（BernickLake）偉晶岩型稀有金屬礦床、中生代的碳酸岩型稀有金屬礦床。

美國科羅拉多高原具有不同時代的偉晶岩型、碳酸岩型、雲英岩型及熱液型稀有金屬礦床。

南美地台的巴西阿拉克薩（Araxa）是世界上最大的鈮礦床。

此外，巴西還有豐富的偉晶岩型稀有金屬礦床，其中鈹的儲量占世界第一。

澳大利亞地台有皮爾巴拉（Pilbara）和伊爾崗（Yilgarn）地區的偉晶岩型稀有金屬礦床。

西澳的威爾德山（Mt.Weld）碳酸岩型稀土礦床也是重要的產地。

歐洲地台的蘇聯、芬蘭、瑞典等有鹼性交代岩型、碳酸岩型、偉晶岩型、鹼性岩型、鹼性花崗岩型以及花崗岩型、接觸交代型和熱液型稀有金屬礦床。

白雲鄂博之熱液交代作用

原有礦床：

中元古（1500-1400Ma，獨居石年齡）的沈積變質白雲岩。

來源：

海西期的酸性岩漿及其熱液（270Ma，雲母K-Ar及易解石Th-Pb等實線年齡），包括先期的輝長－閃長岩和後期大規模的黑雲母花崗岩兩期侵入（花崗岩最晚為230Ma）。

1.接觸交代：

發育在礦區東部的白雲岩與花崗岩的接觸帶，導致鎂矽卡岩之產生，包括：

矽鎂石*－金雲母矽卡岩

透輝石－金雲母矽卡岩

透閃石－矽鎂石矽卡岩

*Humite（Mg,Fe2+）7（SiO4）3（F,OH）2

2.鈉、氟交代：

是本礦床發育最廣泛的交代作用，為鈮和稀土元素的主要成