白云鄂博稀土 - 铌 - 铁矿床的稀土资源量位居 全球首位。自丁道衡先生 1927 年首次在白云鄂博发 现铁矿体，何作霖先生 1935 年在铁矿体中发现稀土 矿物以来，世界各地的科研人员对白云鄂博地区进 行了多方面综合研究，取得了大量重要成果。但由 于白云鄂博矿床具有十分复杂的元素及矿物组成， 又经历了多期地质事件的叠加改造，有关含矿白云 岩的成因问题一直以来就存在非常大的争议，而巨量稀土元素的富集机理仍是未解之谜。岩浆碳酸岩 是全球稀土矿床最主要的成矿岩石。白云鄂博地区 发育大量的岩浆碳酸岩脉，晚期钙质碳酸岩脉中的 稀土氧化物含量甚至超过 20%。碳酸岩浆强烈分异 演化过程中的稀土富集机理是解决白云鄂博谜题的 突破口。
中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室副研究员杨奎峰、研究员范等。对白云鄂博地区含矿粗白云岩中磷灰石进行了原位Sr-Nd-O同位素分析。磷灰石的o同位素组成与幔源碳酸盐岩一致，Sr-Nd同位素组成与碳酸盐岩相似，磷灰石的Sm-Nd等时线年龄与钙质碳酸盐岩中独居石的Th-Pb年龄一致。结合粗粒白云石的常量元素组成、自生烧绿石矿物包裹体和与磷灰石伴生的球形初始碳酸盐包裹体，可以确定粗粒含矿白云石为镁岩浆碳酸盐。
鄂博地区的岩浆碳酸盐岩包括铁、镁、钙三种类型。根据不同类型碳酸盐脉之间的互穿关系、碳酸盐脉的斑状结构以及碳酸盐脉中白云石和方解石矿物的核缘结构，可以判断碳酸盐岩具有从铁到镁再到钙的演化趋势。随着碳酸盐岩浆从早期铁向晚期钙的逐渐演化，稀土元素尤其是轻稀土元素的含量呈现明显的富集趋势。而且碳酸盐脉的全铁含量与稀土含量呈负相关。碳酸盐脉中的白云石和方解石矿物核心富含铁，边缘富含稀土。铁碳酸盐岩浆分异演化过程中的逐步分离可能是晚期岩浆中稀土元素富集的关键控制因素。
那么是什么因素导致了碳酸盐岩浆的强烈分异演化呢？细白云岩早期发育的大量共生球状赤铁矿和初始碳酸盐包体表明，铁矿浆和碳酸盐浆的不混溶作用可能是碳酸铁向碳酸镁演化的重要控制因素。铁碳酸盐岩中磁铁矿的分离结晶进一步促进了碳酸盐岩浆向富镁方向的演化。赤铁矿和磁铁矿的稀土元素含量都很低。赤铁矿的不混溶和磁铁矿的分离结晶使残余碳酸盐浆中的稀土元素得到初步富集。早期熔融的铁矿浆也为白云鄂博铁矿化提供了大量的成矿物质。随后，富镁白云石的分离结晶导致镁质碳酸盐岩浆演化为钙质碳酸盐岩浆。方解石通常像斑状碳酸镁一样出现在基质中，填充白云石晶体的空隙并生长。而且后期结晶的方解石矿物具有较高的锶和稀土含量，都是分离结晶的结果。残留的碳酸盐岩浆与围岩发生强烈的霓辉作用，进一步消耗碳酸盐岩中的铁、镁，导致碳酸镁岩向钙质碳酸盐岩演化，稀土元素强烈富集。
世界上有527种岩浆碳酸岩，其中只有5%是铁碳酸岩，白云鄂博是罕见的可以从铁碳酸岩演化为钙质碳酸岩的例子。碳酸盐岩浆强烈的分异演化过程是白云鄂博大量稀土元素富集的关键控制因素。研究成果发表在《地理》杂志上。
