全球500多个碳酸岩岩体80%以上是由碳酸岩-正长岩杂岩体组成的。在我国四川省冕宁-德昌一带，连续分布着十几个碳酸岩-英碱正长岩杂岩体型稀土矿床和矿化点，其中包括牦牛坪超大型、大陆槽大型、里庄和木落寨小型稀土矿床，这些稀土矿床的成矿过程一直是科学家关注的问题。
锆石作为岩浆岩中常见的副矿物，其岩相学、氧同位素值、晶体结构变化可以记录热液蚀变程度，在解译稀土成矿过程中能发挥特殊作用。过去四年在冕宁-德昌廊带填图过程中，刘琰等科研人员发现了经历蚀变和矿化的碳酸岩杂岩体，并在其中识别出三种锆石类型：（1）I型—新鲜锆石；（2）II型—经历热液蚀变锆石；（3）III型—经历矿化作用锆石。从I型到III型锆石， 其Th、U、轻稀土和稀土含量逐渐增加；晶体受到成矿流体的辐射损伤、热液蚀变和交代作用增强，并显示出向热液锆石转变的特征；锆石的δ18O值逐渐降低，明显显示出成矿流体中有大气降水的加入（图1）。
通过以上研究发现，锆石的蚀变特征和地球化学特征可作为稀土勘探的指标（图2），对锆石进行岩相学和地球化学研究不仅可以解译碳酸岩杂岩体稀土矿化过程，还可作为研究其它岩浆岩相关热液矿床的手段。此种研究方法有望在稀土勘探中予以推广，并为解决国家“三稀”矿产资源基础性重大地质问题发挥重要作用。
图1 新鲜锆石、蚀变锆石和热液锆石的岩相学、地球化学特征变化
图2 不同类型锆石的成因和矿化阶段的模式图
本研究受中国科学院A类战略先导项目(XDA20070304), 国家重点研发计划 (2016YFC0600310),国家自然基金(41772044)等项目支持。相关成果发表在国际矿床学权威刊物《Economic Geology》上。
Liu, Y*., Hou, Z.Q, Zhang, R.Q., Wang, P., Gao, J.F., Raschke, M.B., 2019b. Zircon Alteration as a Proxy for Rare Earth Element Mineralization Processes in Carbonatite-Nordmarkite Complexes of the Mianning-Dechang Rare Earth Element Belt, China. Economic Geology, 114, 719-744.（https://pubs.geoscienceworld.org/segweb/economicgeology/article/114/4/719/571773?searchresult=1）
