稀土元素是現代工業的“維生素”,廣泛應用于國防以及新能源技術中,而該類元素中的重稀土更是21世紀重要的戰略資源,國際市場對這一礦産品的需求與日劇增。全球約98%的重稀土資源來源于我國南嶺地區花崗岩風化殼型稀土礦床,其稀土元素主要以離子态吸附在風化殼中的粘土礦物上,離子吸附過程一直被看作重稀土元素富集成礦的關鍵因素。然而花崗岩是地球表面出露最為廣泛的岩石,其風化殼廣泛發育,為何全球花崗岩重稀土元素成礦隻集中在我國南嶺地區?長期以來一直是地質學家的一個謎。許成研究員課題組對江西多處風化殼進行了大量的鑽孔采樣,發現風化層頂部和底部均出現高的輕稀土和重稀土含量礦物,不同風化層位顯示變化的稀土組成和Ce負異常,Ce虧損越大,其風化殼稀土含量越高;部分基岩花崗岩也顯示強烈的Ce負異常和高的稀土富集;他們首次在花崗岩中發現了三類新的稀土礦物(圖1):REE-1、REE-2和REE-3,前兩類為磷灰石交代産物。其中REE-1的F含量低(~ 1%)、稀土含量變化較大(La2O3 = 4.5-12%; Y2O3 = 10-36%);REE-2的F含量較高(6-9%),富含重稀土,并以Y為主(Y2O3 ~ 46%);REE-3呈它形産于粒間,為稀土氟碳酸鹽礦物,富含輕、重稀土(La2O3 = 4.5-12%;Y2O3 = 10-36%)。這三類新的礦物均未在自然界中發現,它們的Ce含量極低(Ce2O3
許成研究員2010年作為beat365‘百人計劃’特聘研究員進入北大地空學院,2016年通過beat365國際評估獲Tenure 副教授崗位。他一直從事碳酸岩和稀土礦床成因研究,主持了六項國家自然科學基金項目,先後獲得國家自然科學基金委優秀青年基金、中國礦物岩石地球化學學會‘侯德封青年科學家獎’和中國地質學會‘銀錘獎’等。

圖1,南嶺花崗岩内三種新的稀土礦物(REE-1, REE-2, REE-3)。Ap, 磷灰石;Bt, 黑雲母;Kfs, 鉀長石;Q, 石英。