1927年7月，中（国）瑞（典）西北科学考察团团员、地质学家丁道衡发现了白云鄂博矿床，以世界第一的稀土资源储量奠定了我国在全球稀土格局中的战略地位（Weng Zhehan et al.，2015）。稀土被称为“工业维生素”或“万能之土”，已经成为当今最重要的战略性关键资源（王登红等，2019），也是全球主要大国竞争和博弈的重要焦点（王安建等，2022）。基于国家安全考量，美西方国家组建“关键矿产资源联盟”，构建独立于中国之外的关键矿产资源供应链；欧洲启动“欧洲地平线计划”，推进关键矿产重大研究及勘探计划，对中国稀土等关键矿产资源的国际地位构成挑战（侯增谦等，2020）。“寻找下一个白云鄂博”，进一步夯实我国稀土资源优势地位，把握关键资源领域大国博弈主动权，是我国当前面临的重大战略问题。
白云鄂博矿床发现近一百年以来，无数地质学家前仆后继探究破解巨量稀土铁、铌等元素超常富集之谜（Yang Kuifeng et al.，2011，2019; Song Wenlei et al.，2018；王凯怡等，2018），提出了多种矿床成因模型（周振玲等，1980；孟庆润，1982；中国科学院地球化学所，1988；袁忠信等，1991，1995；Le Bas et al.，1992，1997，2007；白鸽等，1996；郝梓国等，2002；范宏瑞等，2002a，2002b；Ling Mingxing et al.，2013; 2014； Eliott et al.，2018； Li Yike et al.，2023），试图回答白云鄂博矿床是“独生子”还是“多生子”，“有无可能和在何处寻觅白云鄂博第二”（涂光炽，1995）的问题。针对上述问题，白云鄂博矿曾开展多次找矿会战和专项研究（刘云等，2019），使矿床研究程度和稀土资源储量均得以大幅度提升，但百年来始终没有在内蒙古其他地区实现稀土矿床的重大找矿突破（内蒙巴尔哲矿床主要为铌、铍矿、钇矿化；内蒙古自治区煤田地质局472勘探队，2009）。“能否找到和到哪里寻找下一个白云鄂博”成为长期困惑地学界的重大科技问题。
近年来，国家、地方政府加快了解决上述战略科技问题的步伐。相继部署了“稀土元素成矿系统与资源基地深部探测”国家重点研发项目（2016~2020），“白云鄂博超大型稀土-铌矿床的时空演化和资源量”等国家自然科学基金重大项目（2022~2026）。2023年，内蒙古自治区启动了“白云鄂博地区稀土勘查专项”，联合包头钢铁（集团）有限责任公司计划投入2.3亿元通过3年时间查明白云鄂博稀土资源潜力。这些研究和勘查工作依然围绕白云鄂博矿区深边部，以查明和验证资源潜力为主要目标。如何在区域上寻找新的大型稀土矿床，缺乏系统布局和研究探索。
“跳出白云鄂博，研究白云鄂博，寻找白云鄂博”，2023年9月，侯增谦院士带领团队基于对稀土成矿理论的深入研究，结合对华北克拉通北缘地质资料的综合分析，指出了“寻找下一个白云鄂博”的破题方向。从理论上解决了“去哪儿找”的问题，从技术上解决了“怎么找”的问题。先后部署“内蒙古巴彦淖尔地区中—重稀土成矿条件与战略新区预测”自然资源部深地科学与探测技术试验室先导项目（2023）和“白云鄂博以西地区中—重稀土区块优选”（2024）地质调查项目，开展了稀土成矿远景区战略侦察和找矿靶区快速评价工作。通过研究团队一年半时间联合攻关，取得了稀土新区找矿重要发现，为实现重大找矿突破奠定了基础。
1 去哪儿寻找下一个白云鄂博矿床？
白云鄂博稀土-铌-铁矿床大地构造位置位于华北克拉通北缘，成因和空间上与一套中元古代火成碳酸岩密切相关（Fan Hongrui et al.，2016；Yang Kuifeng et al.，2019；Li Yike et al.，2023），围岩地层主要为新太古界色尔腾山群和中元古界白云鄂博群。矿床遭受到古生代强烈变形和热液改造（Chao et al.，1997; Smith et al.，2015），叠加了晚二叠世巨量花岗岩浆侵位扰动和侵蚀（范宏瑞等，2009）。长期以来，学者们主要围绕稀土成矿碳酸岩的岩浆起源、岩浆演化过程、稀土超常富集过程和矿床成因机制等进行了系统研究（Yang Kuifeng et al.，2011，2019; 王凯怡等，2012；Song Wenlei et al.，2018；Xie Yuling et al.，2019），但对稀土矿床的区域成矿规律、关键致矿要素和有效勘查标识的研究相对薄弱，尚难科学有效地指导区域矿产勘查实践。
最新研究表明：富稀土碳酸岩主要产于克拉通的边缘，来源于曾被改造富集的大陆岩石圈地幔根，空间分布主要受控于LAB（岩石圈-软流圈边界）急变带。碳酸岩型稀土成矿主要经历三个过程，富REE源区阶段：来自俯冲带沉积物的富REE-CO2流体交代上覆的岩石圈地幔，使之发生碳酸盐和REE再富集，形成富稀土源区；富REE碳酸岩岩浆阶段：裂谷带或碰撞带下部的软流圈上涌，导致交代富集的岩石圈地幔根活化和部分熔融形成富REE的碳酸岩浆；稀土成矿阶段：富REE碳酸岩浆经历壳内结晶分异和流体出溶，含稀土熔（流）体发生围岩混染（反矽卡岩化）或交代作用（霓长岩化）导致REE富集成矿（Hou Zengqian et al.，2015，2023; Zhu Xinxiang et al.，2023）。据此建立了克拉通边缘碳酸岩型稀土矿床的成因模型（Hou Zengqian et al.，2023），梳理了稀土成矿六要素（刘琰等，2025），为本次稀土找矿战略选区提供了理论依据。
基于最新的碳酸岩型稀土成矿理论，根据厘定的稀土关键成矿要素，结合不同比例尺稀土地球化学调查资料（Zhou Jian et al.，2020，比例尺1∶100万；王学求，未刊资料，比例尺1∶25万），地质矿产和航磁-航放资料（1∶20万白云鄂博幅/乌拉特中后联合旗幅地质矿产图；1∶10万白云鄂博西部地区地质矿产图；白云鄂博以西16幅1∶5万矿产地质图-航空磁法-航空放射性资料）的综合研究，研究团队确定了白云鄂博以西地区宝力根和查干哈达两处稀土勘查战略新区（图1）。两处稀土勘查战略新区均具有以下特征：① 出露中元古界白云鄂博群及更老地层（碳酸岩盖层条件未被花岗岩侵蚀）；② 局部发育“点式”磁异常，且异常强度较大，可能与磁铁矿化碳酸岩岩体有关；③ 战略新区存在大面积放射性钍异常，异常面积大、幅值高，与稀土矿物独居石/褐帘石存在密切关系；④ 低密度地球化学测量和1∶25万水系沉积物稀土地球化学异常显示（Zhou Jian et al.，2020），两个新区中存在稀土元素特别是中—重稀土元素浓集中心。综合信息显示，战略新区具有优越的稀土成矿条件。
2 如何寻找下一个白云鄂博矿床?
战略选区的快速确定为寻找稀土矿床指明了方向，但是新区面积大（＞600 km2），直接矿化线索不明确，无法直接部署具体勘查工作。碳酸岩型稀土矿床往往出露面积小（一般小于1 km2；Kamenetsky et al.，2021），矿化蚀变规模小、标志不突出，大多数稀土矿床不具有重、磁、电等常规物探方法探测需要的物性前提。另外，白云鄂博—巴彦淖尔地处半干旱草原区，受风成沙影响显著，且稀土矿物颗粒细小，传统地球化学勘查方法难以有效识别异常。因此如何部署具体勘查工作，快速实现找矿突破是本次工作的关键。
针对以上稀土勘查难点，研究团队提出“战略侦查、集中突破、协同勘查、快速评价”的工作思路，建立了“遥感+磁测+放射性+地球化学+专题填图多方法联合协同勘查评价”的工作体系。战略侦查阶段，以确定稀土战略选区为工作目标，完成了多学科资料综合分析和找矿模型构建、1∶5万高精度遥感地质解译390 km2、以及1∶5万水系沉积物地球化学测量390 km2；集中突破阶段，以圈定稀土找矿靶区为工作目标，完成了1∶1万高精度地面磁测 150 km2、1∶1万伽马能谱测量142.6 km2、 1∶1专题地质填图36.6 km2以及1∶5千地质+地化+放射性综合剖面50.9 km。同时，创新研发了多尺度、多粒级稀土元素地球化学调查方法技术体系。在已有白云鄂博以西 1∶100万、1∶25万及1∶10万化探工作基础上，进行1∶5万细粒级和粗粒级水系沉积物样品采集，分析两种粒级水系沉积物样品4377件，成功克服了风成沙的干扰，显著提高了稀土异常信息提取的准确性，降低了稀土异常遗漏风险。
围绕选定稀土战略新区和找矿靶区开展了多方法协同勘查，取得了一系列新的发现，有力地支撑稀土找矿靶区的快速评价，为找矿突破奠定了扎实基础，同时为稀土找矿勘查工作提供了方法技术示范。
3 取得的系列新发现——潜在的下一个白云鄂博矿床?
3.1 新发现一系列稀土地球化学异常，圈定了多处找矿远景区
通过1∶100万稀土水系沉积物地球化学调查，首次在白云鄂博以西新发现了三处稀土地球化学异常（图2a; Zhou Jian et al.，2020）。本次优选的稀土勘查战略新区地区位于REE02异常，稀土总量最高值达到728 μg/g，轻—重稀土比值为5.53，显著低于白云鄂博的12.8，显示出富集中—重稀土的特征。在REE02异常开展了3600 km2 的1∶25万地球化学调查，进一步圈定了6处稀土地球化学异常（图2b）。明确了本区稀土找矿远景，为进一步部署稀土地球化学调查工作提供依据。
本次1∶5万水系沉积物地球化学测量结果重现了1∶100万和1∶25万水系沉积物稀土地球化学异常，但异常高值点幅值更高，也更集中（图2c）。原1∶20万地球化学异常图中，异常高值点TREO普遍小于1500×10-6，本次完成的2174件水系沉积地球化学测试样品中，细粒级样品超过稀土含量超过1500×10-6的样品达到97件，TREO最高异常值达1.5%，显示了良好的找矿线索。根据综合异常划分原则表，结合研究区地质概况，进行综合异常评价，圈定稀土地球化学综合异常29处，其中乙类异常17处，丙类异常12处。由粗粒级化探数据圈定的1处稀土地球化学异常面积17.07 km2，异常范围内发现多处碳酸岩-正长岩脉，与放射异常范围高度吻合，地表出露大量碱性蚀变，稀土找矿前景良好。
图1白云鄂博以西地区地质矿产图及稀土勘查战略新区位置（资料来源：收集+编制）
1—砂砾石、卵石；2—宝格达乌拉组：砖红色砂质泥岩、砂岩、砂砾岩; 3—二连组：浅灰、灰绿、红褐色砂岩、泥岩夹泥灰岩；4—白女羊盘组：深灰色玄武岩、灰紫色安山岩、流纹岩; 5—大青山组：紫红、灰绿色砂岩、砾岩夹粉砂岩；6—石拐群五当沟组：灰白灰绿色砾岩、砂岩、碳质页岩夹油页岩及煤层; 7—苏吉组：中酸性火山碎屑岩、火山熔岩；8—阿木山组：生物灰岩、白云质灰岩、砂质灰岩、结晶灰岩夹砂岩; 9—西别河组：灰岩、砂岩、斑岩、变泥岩；10—包尔汉图群哈拉组：灰黑、灰绿色中基性熔岩、火山碎屑岩; 11—包尔汉图群布龙山组：灰绿、暗灰色硅质板岩、板岩、石英砂岩夹安山岩及大理岩；12—腮林忽洞组：砾岩、石英砂岩、燧石条带灰岩、白云质灰岩、硅质、泥质灰岩; 13—呼吉尔图组：深灰色泥晶灰岩、绿帘石岩、变质砂岩；14—白音宝拉格组：灰绿、灰色石英岩、变质粉砂、板岩; 15—比鲁特组：灰黑色板岩、细粒石英砂岩；16—哈拉霍疙特组：变质砾岩、变质砂岩、变质粉砂岩、灰岩; 17—尖山组：黑色、灰黑色板岩、硅质板岩、变质砂岩、灰岩；18—都拉哈拉组：灰白色变质石英砂岩夹砾岩、石英岩; 19—白云鄂博群未分组：混合岩；20—乌拉山岩群：糜棱岩化片岩、斜长角闪片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩、大理岩、变粒岩; 21—侏罗纪二长花岗岩/英云闪长岩；22—中粒角闪英云闪长岩; 23—细中粒角闪黑云英闪长岩; 24—细中粒石英闪长岩细中粒闪长岩; 25—三单元细中粒石英闪长岩；26—一单元加二单元：中细粒黑云英云闪长岩、中细粒含巨斑英云闪长岩; 27—五单元：细中粒花岗闪长岩；28—二单元：细中粒石英闪长岩; 29—糜棱岩化细粒花岗岩; 30—片麻粒状中细粒黑云母花岗岩; 31—中细粒黑云母石英闪长岩；32—细粒蚀变闪长岩; 33—超基性岩; 34—变质深入侵入体片麻状英云闪长岩、石英闪长岩、闪长岩; 35—辉长岩; 36—辉绿玢岩脉；37—实测角度不整合界线; 38—实测平行不整合界线; 39—推测性质不明断层; 40—实测逆断层倾向及倾角; 41—实测平推断层；42—实测正断层; 43—大断裂; 44—深大断裂; 45—航磁异常曲线; 46—稀土勘查战略新区; 47—稀土找矿靶区; 48—铁; 49—铜; 50—金; 51—砂金; 52—铅；53—钼；54—锑；55—石英岩; 56—稀土、铌、铁; 57—铌、稀土; 58—铍；59—萤石; 60—磷块岩
3.2 新发现一系列高放射性异常，与稀土矿化关系密切
1∶1万伽马能谱测量按照一区（36.77 km2）、二区（53.37 km2）、三区（52.41 km2）三个重点区开展（图1），共计物理测量点71388点。圈定放射性异常35处，其中一区6处、二区14处、三区15处，划分了9处综合异常。通过典型异常伽马能谱剖面测量，细化了钾、铀、钍的放射性异常特征，进一步确定了放射性异常类型，圈定了放射性异常的规模，为深化对放射性异常的地质认识提供了较为充分的依据。
其中，本次放射性调查圈定1-Th-G1钍异常位于一测区西北部（图3），长条状，走向为北西向，长约5400 m，宽度400~830 m，放射钍峰值含量为1142.7×10-6 g/g，异常具有脉状线性特征，幅值极强，高于白云鄂博矿区最高值点（870×10-6 g/g）。该钍异常与1-U-G1铀异常空间基本完全重合，是一处放射性综合异常（Z-1）（图3）。该异常处出露新太古代花岗闪长片麻岩和中太古代乌拉山岩群，根据物性统计，这两套老变质岩具有较高的放射性含量，可能为该铀-钍高异常成因。此外，该异常与粗粒级水系沉积物最大面积异常空间吻合，表明放射性异常可能为稀土矿致异常。综合放射性和地球化学调查结果，初步锁定了稀土找矿靶区，明确了大比例尺专题地质填图范围。
图2白云鄂博西部地区不同比例尺稀土地球化学异常图
（a）—1∶100万水系沉积物稀土地球化学异常（Zhou Jian et al.，2020）;（b）—1∶25万土壤稀土地球化学异常（王学求，未刊资料）；（c）—1∶5万水系沉积物稀土地球化学异常（本次调查）
图3乌兰哈达稀土找矿靶区（Z1）放射性综合异常图（U、Th、K元素高场异常套合图）
3.3 新发现一条大型稀土矿化带，找矿潜力优越
针对放射性和水系沉积地球化学确定的稀土综合异常区，开展了大比例尺专题地质填图和异常查证。采用野外现场快速分析车、手持X射线荧光分析仪和手持放射性检测仪等设备，发现稀土富集区，圈定乌兰哈达稀土找矿靶区，取得了稀土找矿勘查重要进展。
乌兰哈达稀土找矿靶区位于查干哈达战略选区西北部（图1），地处巴彦淖尔市乌拉特中旗东北60 km，直线距离白云鄂博矿区80 km。本次发现的稀土矿化带长约5.4 km、宽约 0.3~1.0 km，主要发育于新太古界英云闪长质片麻岩和云母石英片岩中（图4，图5a、b）。研究区新发现大量火成碳酸岩和正长岩脉（图4；刘琰等，2025），碳酸岩脉、碱性岩脉发育的石英云母片岩常常发育红色蚀变（褐帘石化），相应的围岩地层稀土矿化程度明显增强，稀土矿化与碳酸岩-正长岩杂岩体空间关系密切，推测碳酸岩、碱性岩晚期热液流体交代地层形成了稀土矿化。稀土矿化成条带状分布，北西向延展（330°），快速分析仪检测总稀土含量超过1%，最高含量可达5%。野外捡块样品全岩稀土元素地球化学分析表明，该矿化带中稀土氧化物（RE2O3）的含量可达6.41%~11.36%（表1），（Pr+Nd+Te+Dy）占比高，大于20%。稀土矿化岩石通常发育显著的片麻状构造，颜色呈现黑红色，岩石比重明显高于其他岩石，其野外测量伽马仪读数普遍为4~10 μSv/h围岩蚀变类型主要有钾长石化、钠长石化、钠铁闪石化、褐帘石化、黑云母-绿泥石化和黏土化。此外，在片麻岩中局部可见褐红色片麻状碱性正长岩脉（图5c），经快速分析仪检测，其稀土元素含量为2000×10-6~6000×10-6。
富稀土矿石的岩性主要为云母石英片岩，矿物组成为石英、云母、阳起石、褐帘石、独居石、钍石、氟碳铈矿、磷灰石和锆石等，其中稀土矿物主要为独居石、氟碳铈矿及褐帘石（图5d）。扫描电镜和能谱分析发现，钍石、锆石、阳起石、氟碳铈矿等矿物主要呈热液脉状分布（图5e），独居石、褐帘石主要呈它形粒状分布（图5f），磷灰石环绕独居石呈环带状分布（图5d），其形成明显晚于独居石，显示独居石经过后期变质或热液蚀变形成了部分褐帘石、氟碳铈矿和磷灰石。此外在云母石英片中还可见少量石墨呈鳞片状分布（图5g）。独居石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示稀土成矿时间介于1866~1818 Ma之间，与氟碳铈矿伴生的热液锆石测年结果1918±25 Ma（未发表资料）。据刘琰等（2025）报道区域上发育的两期正长岩，分别形成于古元古代（2028±44 Ma）和三叠纪（240±1.4 Ma）。这些稀土矿化特征、成矿时代与白云鄂博碳酸岩型稀土矿床存在明显区别，因而，推断本区可能存在新类型的稀土矿床。
图4乌兰哈达稀土矿化带地质简图
初步调查显示，乌兰哈达稀土矿化带稀土矿化面积达11.63~17.07 km2，相当于白云鄂博矿碳酸岩出露面积1/2~2/3。值得注意的是，该矿化带只是本次查证的众多地球化学和放射异常查其中一处，该区域还存在多处稀土和放射性异常尚未开展查证工作。从目前调查结果，该区显示了良好的稀土矿化，部分捡块样品稀土品位高，矿化蚀变规模强。因此，该区稀土成矿潜力较大，值得进一步部署勘查工作。
图5乌兰哈达矿稀土矿化带稀土矿石岩矿相学特征
（a）—矿化蚀变带野外露头；（b）—稀土矿化云母石英片岩；（c）—片麻状碱性正长岩；（d）—独居石-磷灰石-褐帘石镜下特征；（e）—热液钍石-氟碳铈矿-阳起石矿化脉；（f）—云母石英片岩中的褐帘石和独居石；（g）—云母石英片岩中的褐帘石、独居石、石墨等矿物；Q—石英；All—褐帘石；Ap—磷灰石；Act—阳起石；Bas—氟碳铈矿；Tho—钍石；Gra—石墨
表1乌兰哈达稀土矿化带捡块矿石样品稀土含量测试结果（μg/g）
注：测试单位为广州拓岩检测技术有限公司。
4 结论与讨论——新发现的意义
基于碳酸岩型REE成矿新理论，确定碳酸岩型稀土矿床成矿要素和找矿标识，首次开辟白云鄂博西部巴彦淖尔找矿战略新区，并发现高价值稀土元素矿化带。
本次新发现是成矿理论指导找矿勘查典型示范。创新并建立一套切实可行的稀土地球化学、地球物理勘查方法技术组合，结果表明，对半干旱草原区、风成沙影响严重的特殊地貌的条件具有针对性和实用性。野外查证过程中，采用野外检测车及多种手持检测仪相结合，发现了多处碳酸岩-正长岩杂岩体及多种矿化蚀变和富集高价值稀土元素的矿化体，该矿化体（长约5.2 km、宽约1.2 km）找矿成效突出；通过室内多种测试手段相结合，明确了矿化蚀变类型、多期成矿成矿叠加和热液蚀变矿化的特点，并初步提出了该矿带具有与多期碳酸岩-碱性岩相关的热液成因认识，显著区别于白云鄂博稀土矿床。
该理论认识和找矿实践突破有望实现白云鄂博稀土矿床发现一百年以后的第二次稀土矿床的重要发现。
致谢：中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心熊盛青研究员、杨海副研究员在地球物理数据处理和解释方面给予指导和帮助。项目执行和野外工作期间，得到包头钢铁集团有限责任公司李晓总经理、白云鄂博铁矿丁保书矿长以及白云鄂博科学研究基地工作人员协调支持和充足后勤保障使得项目顺利完成。两位审稿专家的悉心审稿和建议，使文章得以完善。在此一并致以诚挚的谢意。
