新矿物+2！“稀土之都”白云鄂博又有新发现 | 科技前线

编者按：

前几日，新华社发布了一则新闻“内蒙古白云鄂博矿床发现两种铌钪新矿物”，这背后离不开中国科学家几代人的不懈研究。

稀土，被誉为是现代工业的“维生素”，能结合其他元素形成种类繁多的新型材料，是尖端科技和国防军工等重要领域的关键矿产资源。

我国内蒙古白云鄂博是一个关键性矿产资源“宝库”，拥有优越的稀土资源。中国科学院地质与地球物理研究所通过对白云鄂博稀土矿山开展深部增储找矿研究，发现了两个关键金属新矿物鄂博铌矿（Oboniobite）和翟钪闪石（Scandio-fluoro-eckermannite），并重新估算了稀土的潜在资源。

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“富饶的神山”上的

“稀土之都”

白云鄂博的蒙语意为“富饶的神山”。1934年，“中国稀土矿床之父”何作霖先生在白云鄂博铁矿发现稀土矿物，并论证它是一个巨大的稀土矿床。

白云鄂博矿床蕴藏铁、铌、钪、钍及萤石等矿产资源，品位高、蕴藏量巨大，不仅是我国重要的稀土原料基地，也是一个神奇又丰富的矿物“宝库”，具有极其重要的经济价值和战略意义。

▲白云鄂博矿区卫星图

白云鄂博矿床是铁-稀土-铌共生多金属矿，由于矿山初始勘查目标为铁矿，以及受到稀土成矿理论与探查技术的限制，白云鄂博的稀土资源量一直缺少权威数据。

为了调查清楚白云鄂博稀土矿的家底，中国科学院地质与地球物理研究所组成“何作霖稀土攻关突击队”，自2019年开始对矿区开展专项研究。

科研人员建立了“碳酸岩铁-稀土-铌成矿与叠加改造”模型，证实白云鄂博的碳酸岩体自身就是稀土矿体，最高稀土氧化物含量可达20%。

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发现战略性关键金属新矿物

在研究过程中，科研人员发现两个新矿物，命名为鄂博铌矿（Oboniobite）和翟钪闪石（Scandio-fluoro-eckermannite）。

据统计，该矿床已发现矿物200余种，其中新矿物20种，鄂博铌矿和翟钪闪石是在该矿床发现的第19种、第20种新矿物。

▲鄂博铌矿镜下照片

▲翟钪闪石镜下照片

鄂博铌矿的命名，是为了纪念何作霖先生发现的鄂博矿。而翟钪闪石则是在我国境内发现的第一种含钪新矿物，以 中国科学院地质与地球物理研究所研究员、中国科学院院士翟明国先生的姓氏命名。

鄂博铌矿和翟钪闪石可以提供的铌金属和钪金属，分别属于我国战略性关键金属中的稀有金属和稀土金属。铌和钪对于新材料、新能源、信息技术、航空航天、国防军工等新兴产业具有不可替代的重大用途，也是支持“双碳”目标实现必不可少的物质基础。白云鄂博矿床的铌资源占全国的70%左右，钪资源占全国的20%左右。

这一研究不仅增加了白云鄂博可用铌、钪金属选冶矿物种类，而且为铌、钪资源的高效利用提供了理论支撑。

▲鄂博铌矿晶体结构

▲翟钪闪石晶体结构

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突破传统稀土矿体探测方法

发现新矿物代表了一个国家的矿物学研究水平，而矿产资源量则与国家资源安全息息相关。

以往，科学家根据铁矿体大小来计算稀土资源量，但该方法只计算了铁矿体内的稀土资源量，而没有计算碳酸岩里的稀土。科研人员突破传统，设计了一种新方法——只要圈定碳酸岩体（包含铁矿体）的规模和形态，就可以重新厘定稀土的潜在资源。

想要精确测量碳酸岩体的形态，必须在矿区开展地球物理精细探测。但白云鄂博矿区的采矿作业生产以及外围风电设施的运行，给地球物理探测工作带来了众多干扰。

为了解决地面严重的干扰信号，科研团队克服矿区复杂地形的作业难点，利用无人机搭载探测传感器的方式开展航空探测，不仅有效克服了信号干扰，还提高了探测效率和精度。

▲无人机搭载探测传感器开展航空探测

科研团队还为白云鄂博地下资源“拍摄”了不同物理性质的照片，为精确划分矿体范围提供了有力的依据。

利用短偏移瞬变电磁、高精度无人机航磁等系列新技术，科研团队提高了矿区抗干扰能力，突破了勘探深度限制，并最终实现了1500米矿体结构精细探测。

经过评估，矿区1500米以内浅稀土潜在资源远远超过已探获的稀土储量。这一研究成果为今后白云鄂博深部资源勘查奠定了基础，为保持我国稀土资源优势提供了强力支撑。

来源：中国科学院地质与地球物理研究所

责任编辑：王颖