稀土元素在地殼中的含量并不稀少,總的克拉克值達到了234.51%,比常見元素銅(克拉克值10%)、鋅(克拉克值5%)、錫(克拉克值4%)、鉛(克拉克值1?6%)、鎳(克拉克值8%)、鈷(克拉克值3%)都多(見表2?1)。稀土元素在自然界礦物中的分布總體上看存在著三個特點:①隨原子序數的增加,稀土元素的克拉克值呈下降趨勢;②原子序數為偶數的稀土元素的克拉克值一般大于與其相鄰的奇數元素;③鈰組元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd)在地殼的含量大于釔組元素(Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y)。 存在狀態 在自然界中,稀土主要富集在花崗巖、堿性巖、堿性超基性巖及與它們有關的礦床中。稀土元素在礦物中的賦存狀態,按礦物晶體化學分析主要有三種。 ?。?)稀土元素參加礦物的晶格,構成礦物必不可少的組成部分。這類礦物通常稱之為稀土礦物。獨居石(REPO4)、氟碳鈰礦([La、Ce]FCO3)都屬于此類。 ?。?)稀土元素以類質同象置換礦物中Ca、Sr、Ba、Mn、Zr等元素的形式分散在礦物中。這類礦物在自然界中較多,但是大多數礦物中的稀土含量較低。含稀土的螢石、磷灰石均屬于此類。 ?。?)稀土元素呈離子吸附狀態賦存于某些礦物的表面或顆粒之間。這類礦物屬于風化殼淋積型礦物,稀土離子吸附于哪種礦物與該種礦物風化前所含礦母巖有關。例如,風化前的巖石由云母和氟碳鈰礦組成,風化后,稀土離子則吸附在云母礦表面上。目前已發現這類礦物中的稀土元素大多數是以離子狀態吸附在高嶺石和云母表面上,只有少量的稀土元素仍以未風化前的稀土礦物存在。 稀土元素在地殼中平均含量為165.35×10-6(黎彤,1976)。在自然界中稀土元素主要以單礦物形式存在,目前世界上已發現的稀土礦物和含稀土元素的礦物有250多種,其中稀土含量ΣREE>5.8%的有50~65種,可視為稀土獨立的礦物。重要的稀土礦物主要為氟碳酸鹽和磷酸鹽。 稀土礦物總的特點 一是缺少硫化物和硫酸鹽(只有極個別的),這說明稀土元素具有親氧性; 二是稀土的硅酸鹽主要是島狀,沒有層狀、架狀和鏈狀構造; 三是部分稀土礦物(特別是復雜的氧化物及硅酸鹽)呈現非晶質狀態; 四是稀土礦物的分布,在巖漿巖及偉晶巖中以硅酸鹽及氧化物為主,在熱液礦床及風化殼礦床中以氟碳酸鹽、磷酸鹽為主。富釔的礦物大部分都賦存在花崗巖類巖石和與其有關的偉晶巖、氣成熱液礦床及熱液礦床中; 五是稀土元素由于其原子結構、化學和晶體化學性質相近而經常共生在同一個礦物中,即鈰族稀土和釔族稀土元素常共存在一個礦物中,但這類元素并非等量共存,有些礦物以含鈰族稀土為主,有些礦物則以釔族為主。 在已發現的250多種稀土礦物和含稀土元素的礦物,適合現今選冶條件的工業礦物僅有10余種: 1)含鈰族稀土(鑭、鈰、釹)的礦物:氟碳鈰礦、氟碳鈣鈰礦、氟碳鈰鈣礦、氟碳鋇鈰礦和獨居石。 2)富釤及釓的礦物:硅鈹釔礦、鈮釔礦、黑稀金礦。 3)含釔族稀土(釔、鏑、鉺、銩等)的礦物:磷釔礦、氟碳鈣釔礦、釔易解石、褐釔鈮礦、黑稀金礦。
稀土資源