离子吸附型稀土矿床是我国独具特色的战略金属资源，主导了全球的重稀土供给。随着高新科技的发展，重稀土的消耗量迅猛攀升，发现新的离子吸附型稀土矿床成为国家的重大需求。
近日，中国科学院广州地球化学研究所何宏平研究员和谭伟博士与香港大学的周美夫教授等合作，通过对含稀土的黏土矿物和典型离子吸附型稀土矿床剖面可见光-近红外光谱特征的系统研究，确定了能够有效指示离子吸附型稀土矿床矿体风化程度、稀土含量以及原岩性质的光谱参数，为快速探查离子吸附型稀土矿床新方法的构建提供了理论基础。
研究发现，离子吸附态的Nd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+和Tm3+在730-870、805、641、652和684nm波段出现特征峰（图1），且稀土元素Nd在740和800nm等波段吸收强度的二阶导数与风化壳中稀土元素含量呈现正相关关系，可以作为评价风化壳稀土品位的有效光谱参数；光谱曲线中1396和1910nm波段强度及其比值（M1396_2nd/M1910_2nd）与化学蚀变指数（CIA）明显相关，是野外圈定风化壳内稀土矿体位置的有效参数。
图1 含有不同稀土离子的高岭石的可见-近红外光谱特征
研究还发现，由均一原岩形成的风化壳的光谱参数具有连续性变化特征，因而M1396_2nd、M1910_2nd、M1414_2nd和M1396_2nd/M1910_2nd等光谱参数沿风化剖面变化趋势可作为识别风化壳原岩变化的判定依据（图2），也是有效示矿指标之一。
图2 仁居稀土矿床剖面中指示粘土矿物中种类和含量的光谱参数
该研究得到了国家重点研发计划、广东省基础与应用基础研究重大项目、中国科学院地质地球所重点部署项目等项目的联合资助。相关研究成果近期发表在Economic Geology和Applied Clay Sciences期刊上。
论文信息：
Tan W., Qin X.R., Liu J.C., Zhou M-F, He H.P.*, Wang C.Y., Liang X.L., Huang J., Zhu J.X., Yao Y.Z., Cudahy T. Feasibility of Visible Short-Wave Infrared Reflectance Spectroscopy to Characterize Regolith-hosted Rare Earth Element Mineralization. Economic Geology, 2021, doi.org/10.5382/econgeo.4877.
Tan W., Qin X.R., Liu J.C., Michalski J., He H.P.*, Yao Y.Z., Yao Y.Z., Yang M.J., Huang J., Lin X.J., Zhang C.Q., Liang X.L. Visible/Near infrared reflectance (VNIR) spectral features of ion-exchangeable rare earth elements hosted by clay minerals: Potential use for exploration of regolith-hosted REE deposits. Applied Clay Sciences, 2021, doi.org/10.1016/j.clay.2021.106320.
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