摘要：2024年5期是李四光地质科学奖获奖者研究成果专辑（第三辑），为《地质力学学报》年度重磅专辑。本周为大家推荐该专辑封面文章谢玉玲等的《中国伴生稀土元素资源类型及资源潜力》。

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作者：谢玉玲, 秦绪岩, 代作文, 耿子岩

摘要: 中国的稀土元素（REE）资源丰富，矿床类型多样，其中轻稀土元素（LREE）绝大多数来自于碱性岩−碳酸岩有关的REE矿床，而重稀土（HREE）主要来自离子吸附型（或称风化壳型）REE矿床，其他稀土矿床类型还包括REE砂矿和伴生的REE矿床等。目前，中国的REE资源开发主要是针对碳酸岩−碱性岩型LREE矿床和离子吸附型HREE矿床，REE砂矿和其他矿床中伴生的REE资源尚未得到有效利用。文章在综合已有研究成果的基础上，对中国伴生的REE矿床的类型、资源潜力进行评述。结果表明，中国伴生的REE资源类型包括海相沉积磷矿床、煤矿床、铝土矿床、岩浆型磷−铁磷矿床等，其潜在的REE资源巨大，特别是海相沉积磷矿床和铝土矿床中伴生的REE资源。铝土矿床中伴生的REE以LREE为主，且其中的Sc具有重要的资源意义。沉积磷矿床中伴生的HREE（含Y）占比高，特别是产于四川德阳地区的什邡式磷矿上部层位的富硫磷铝锶型矿石，其中的REE含量明显高于磷块岩型矿石，且中、重REE占50%以上，还伴生有多种关键金属，具有重要的资源意义和经济价值。另外，岩浆型（铁）磷矿床、煤矿床、油页岩矿床、金矿床中伴生的REE资源也值得重视。但由于缺少详细的勘查数据，目前对中国伴生的REE资源家底不清，资源综合利用水平及REE回收和提取技术也有待提高。而加强中国伴生REE资源的评价和综合利用水平，充分利用生产矿山中伴生的REE资源，特别是磷矿床和铝土矿床，不仅可以有效缓解中国HREE资源供应压力，还是贯彻中国节约资源和保护环境基本国策的重要举措。

关键词：伴生型REE矿床；资源潜力；综合利用；沉积磷矿床；铝土矿床

图件及说明

图 1 中国主要沉积磷矿床中磷块岩的REE含量统计图和配分曲线

图 2 中国主要铝土矿床中铝土矿石的中REE含量统计图

根据中国部分已知沉积磷矿床中磷块岩的全岩REE含量统计结果（表1）可以看出，不同矿区的磷矿石中REE的含量差异较大，介于10×10−6~5616×10−6 ，主要分布于

图 3 中国主要铝土矿床中铝土矿石的PAAS标准化REE配分曲线

尽管大多铝土矿床缺少REE的品位资料，但从已发表的铝土矿岩石化学资料（表3）看，REE含量普遍较高，且有些显示了Sc的明显富集，在PAAS标准化REE配分曲线（图3）中多显示了较为平缓的配分特征。

图 4 中国主要岩浆型磷−铁磷矿床矿石中REE含量统计图和配分曲线

图 5 岩浆型磷−铁磷矿石全岩P2O5−∑REY和(TFe2O3+MnO+MgO) −∑REY 的相关图解

据中国已知岩浆型磷−磷铁矿床已有的矿石全岩岩石化学资料统计（表4），磷矿石和磷铁矿石中伴生的REE含量主要分布在200×10−6~300×10−6 （图4a），且均显示了LREE富集和Y富集的配分特征（图4b）。岩浆型磷矿石中REE相对更高，而一些富铁的磷铁矿床的矿石中REE含量可能并不高。王亿等（2024）对冀北招兵铁磷矿床铁磷矿石的分析结果表明，其全铁含量介于23%~47%，其ΣREY介于244.9×10−6~546.0×10−6 ，REE含量明显低于矾山磷矿的磷灰岩型矿石。矿石中的REE含量可能与其中的磷灰石含量有关，随着矿石中磁铁矿、钛铁矿或铁镁硅酸盐矿的含量升高，其REE含量明显降低，因此全岩的∑REY与P2O5呈正相关（图5a），而与TFe2O3+MgO+MnO呈现出一定的负相关（图5b）。

图 6 中国煤中伴生的ΣREY含量频数分布直方图

从中国主要煤矿样品的岩石化学分析结果（表5）可知，ΣREY大多小于200×10−6 （图6），大于500×10−6 的相对较少。

图 7 2014-2023年中国年煤炭消耗量统计图

中国是煤炭资源和消耗大国，截止到2021年末，全国煤炭储量达到2078.8×108 t（中华人民共和国自然资源部， 2022）。据国家统计局资料，在过去的十年中，中国年消耗煤炭约4×109 t左右（图7a），在全部能源消耗中的占比呈逐渐下降的趋势，但仍占能源消耗的一半以上（图7b）。

图 8 中国主要油页岩矿床中油页岩的REE含量和配分特征

中国的油页岩资源丰富，但大多REE含量并不高，主要集中在200×10−6 以下（图8a），如西藏北部伦坡拉盆地的油页岩矿床中REE平均含量为154×10−6 （Fu et al.，2012）。

文章结论

（1）中国的伴生型REE矿床类型多样，REE资源非常丰富，主要的伴生REE矿床类型包括铝土矿床、海相沉积磷矿床、岩浆型磷−铁磷矿床、煤矿床等，另外部分油页岩矿床、热液型金矿床、高岭石矿床中也伴生较高的REE。在众多的伴生型稀土矿床类型中，铝土矿床、海相沉积磷矿床由于其规模大、REE含量高，最具资源意义。开发和利用沉积型磷矿石和铝土矿中的REE资源不仅可为解决中国HREE资源短缺问题提供新的途径，也是践行节约资源和保护环境基本国策的重要举措。

（2）四川绵阳地区什邡式磷矿的富硫磷铝锶型矿石中REE含量高、HREE占比大，已查明的潜在矿石量在1×108 t以上，且分布相对集中，具有重要的HREE资源意义。目前对中国硫磷铝锶型矿石的勘查评价还欠详细，REE资源量不清。另外，由于矿石加工难度大，其中P和REE的资源利用技术仍欠成熟，资源未得到有效利用，造成了资源的浪费。通过对中国硫磷铝锶型矿石中的HREE资源评价和资源利用技术的攻关有望使其成为中国继离子吸附型HREE矿床之后的又一重要的重稀土资源类型。

（3）中国的铝土矿床资源丰富，且普遍具有较高的REE含量。铝土矿最为丰富的省份是山西省，且以山西兴县的铝土矿REE含量最高，REO品位高达1%以上，已超过原生稀土矿床的边界品位要求，潜在的REE资源量巨大。由于在氧化铝生产过程中REE主要富集于残渣（赤泥）中，通过对赤泥中REE的回收不仅可以产生附加的经济效益，也可减少赤泥堆存和资源化利用中的重金属、碱超标等环境问题，具有重要的经济和社会效益。目前，从铝土矿残渣（红泥）中回收REE技术上是可行的，但仍存在一些问题，未得到广泛的应用，急需加强其中REE和其他关键金属回收利用技术的研发，特别是生物选矿技术的应用等。

（4）煤和油页岩均为能源矿产，尽管其中的REE含量不高，但资源量巨大。另外，中国煤中的REE含量明显高于全球的平均值，且煤炭消耗量大，从REE富集的煤灰中的回收REE等关键金属具有一定的经济和社会意义。另外，中国的油页岩资源量大，也有可能成为未来潜在的REE来源。

（5）岩浆型磷−铁磷矿床中伴生的REE值得重视，这些磷和铁磷矿床中的REE主要与磷灰石有关，但目前伴生的REE资源量不清，急待加强此类矿床中REE的资源评价，提高矿石综合利用水平。

引用格式

谢玉玲，秦绪岩，代作文，等，2024. 中国伴生稀土元素资源类型及资源潜力[J]. 地质力学学报，30（5）：723−746 doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024081

XIE Y L，QIN X Y，DAI Z W，et al.，2024. By-product rare earth elements deposits in China and their resource potential[J]. Journal of Geomechanics，30（5）：723−746 doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024081

来源：地质力学学报