花岗岩风化过程中稀土元素迁移富集机制研究进展

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2022.040

地球科学进展 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (7): 692 -708. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2022.040

雒恺 ¹ ^, ² ^, ³(

), 马金龙 ¹ ^, ²(

)

^1.中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室，广东广州 510640
^2.中国科学院深地科学卓越创新中心，广东广州 510640
^3.中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2022-03-07 修回日期:2022-06-10 出版日期:2022-07-10
通讯作者: 马金龙 E-mail:luokai@gig.ac.cn;jlma@gig.ac.cn
基金资助:
广东省基础与应用基础研究重大项目“广东省稀土资源与环境风险”子课题“风化淋积与稀土成矿”(2019B030302013)

Recent Advances in Migration and Enrichment of Rare Earth Elements During Chemical Weathering of Granite

Kai LUO ¹ ^, ² ^, ³( ), Jinlong MA ¹ ^, ²( )

^1.State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China
^2.CAS Center for Excellence in Deep Earth Science, Guangzhou 510640, China
^3.University of Chinese Academy Sciences, Beijing 100049, China

Received:2022-03-07 Revised:2022-06-10 Online:2022-07-10 Published:2022-07-21
Contact: Jinlong MA E-mail:luokai@gig.ac.cn;jlma@gig.ac.cn
About author:LUO Kai (1996-), male, Tianshui City, Gansu Province, Ph.D student. Research area include non-traditional stable isotope geochemistry. E-mail: luokai@gig.ac.cn
Supported by:
the Fundamental and Applied Fundamental Research Major Program of Guangdong Province “Rare earth resources and environmental risks in Guangdong Province” a sub-project “Weathering eluviation and rare earth mineralization”(2019B030302013)

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风化壳淋积型稀土矿床的矿化与化学风化作用密切相关，华南风化壳淋积型稀土矿床是一种重要的稀土资源类型，具有储量大、分布范围广和富含重稀土等特点。近年来，风化过程中稀土元素迁移富集机制和风化壳淋积型稀土矿床成矿机理问题被越来越多的人关注，已成为地球科学研究的热点问题之一。通过系统总结前人工作，归纳出风化壳淋积型稀土矿床成矿特点及过程、花岗岩风化壳的结构特征、稀土元素在风化剖面中的分布、迁移与赋存方式、稀土元素在风化剖面中迁移和富集的主要影响因素以及Eu和Ce元素异常特征，旨在进一步理解表生风化过程中稀土元素的行为，并对当前化学风化过程中稀土研究的一些问题进行了展望。非传统稳定同位素示踪化学风化新颖有效且优势明显，目前已成功建立Ce和Nd等稀土稳定同位素分析测试方法，未来研究工作应将稀土元素和同位素手段有效结合，有望在示踪化学风化过程、揭示稀土矿化以及研究环境演化等方面取得重要认识。

关键词: 化学风化, 花岗岩, 风化壳淋积型稀土矿床, 迁移富集机制, Eu和Ce元素异常

The mineralization process of elution-deposited Rare Earth Element (REE) deposits is closely related to chemical weathering. Elution-deposited REE deposits in South China are an extremely important type of rare resource, with large reserves, a wide distribution, and a high content of Heavy REEs (HREE). In recent years, the migration and enrichment mechanism of earth elements during the chemical weathering process and the ore-forming mechanism of elution-deposited REE deposits has garnered great research interest. This subject has become one of the central issues in geoscience research. Multiple aspects, such as the metallogenic characteristics and processes of elution-deposited REE deposits, structural characteristics of granite weathering crust, distribution characteristics of REEs, occurrence and migration modes of REEs, main factors affecting the migration and enrichment of REEs, and the characteristics of Eu and Ce anomalies are systematically summarized in this paper. The purpose of this study is to comprehensively summarize knowledge centered on the behavior of REEs in the process of supergene weathering, to provide novel directions for future research. Non-traditional stable isotope tracing of chemical weathering is novel and effective; specifically, stable isotope analysis methods for Ce and Nd have been successfully established. Therefore, future research should explore earth elements through the lens of isotopic methods, as this approach could provide important insights for tracing chemical weathering, revealing the mineralization process of REE deposits, and studying environmental evolution.

Key words: Chemical weathering, Granite, Elution-deposited REE deposits, Migration and enrichment mechanism, Eu anomaly and Ce anomaly

中图分类号:

P595

图1 典型的风化剖面和稀土含量变化^{［

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Fig. 1 Schematic weathering profile and the variation of REEs concentration along the profile^{［

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图2 风化剖面中稀土元素总量变化示意图^{［

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Fig. 2 The diagram of ΣREE content change in granitic rock weathering profile^{［

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图3 风化壳型稀土矿床的迁移和富集模式^{［

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Fig. 3 Schematic model for mobilization and enrichment of REEs in weathered crust elution-deposited REE deposit^{［

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图4 表生地质过程和地下水对风化壳型稀土矿床成矿的控制^{［

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Fig. 4 Controls of supergene processes and groundwater on the formation of weathered crust elution-deposited REE deposit^{［

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图5 地下水控制风化壳淋积型稀土矿床的形成模式^{［

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Fig. 5 Schematic model of weathered crust elution-deposited REE deposit controlled by groundwater^{［

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