以稀有、稀土和稀散（统称“三稀”）元素为主体的战略性关键金属因其独特的材料性能，在新材料、新能源、航空航天、电子信息、尖端武器等新兴产业中具有不可替代的重要用途。随着科技的进步和新质生产力的发展，未来我国对关键金属的需求将飞速增长，供需矛盾将日益突出。因此，加强关键金属矿产的成矿机制、分布规律、找矿勘查和高效利用等研究，对保障国家关键矿产资源的稳定供给具有重大战略意义。已有研究表明，关键金属的富集常与岩浆和热液成矿作用密切相关，并具有明显的成矿专属性。而近些年的研究表明，表生成矿作用也能导致“三稀”元素的超常富集，进而成为重要的关键金属矿床类型。更重要的是，这类矿床往往显示稀有-稀土-稀散元素共同富集的特点，从而具有重要的科学意义和经济价值。然而，由于表生关键矿产资源具有“稀”、“伴”、“细” 的基本特征，这类矿床的研究程度通常较低，国内外对关键金属表生富集及成矿 规律的认识还不够深入。因此，研究表生（风化-沉积）作用下“三稀”元素的 迁移和沉淀过程，查明关键金属的赋存状态和富集机理，对新型关键矿产资源的 勘查、开发、利用具有重大的理论和实际意义。 近年来，在我国西南地区晚二叠世沉积地层（宣威组、龙潭组、吴家坪组等）下部黏土岩中发现一套Nb(Ta)-Zr(Hf)-REE(Y)-Ga 多金属富集层，该多金属层在区域上广泛展布，并显示出巨大的潜在经济价值。前人对滇东-黔西地区宣威组下部富集层的物质来源、赋存状态、沉积环境和形成模式进行了相关研究，认为该多金属层主要与峨眉山大火成岩省（Emeishan large igneous province, ELIP）中 富含稀有金属火山岩的蚀变、风化及剥蚀作用相关。然而，目前对滇东-黔西地区宣威组下部矿化层的物质来源存在较大争议，对成矿物质的源区限定缺少关键证据和系统对比。其次，研究区（尤其是黔西地区）矿化黏土层中关键金属的赋存状态还需要更全面、细致的分析，同时缺少对矿化层中金属矿物的精细地球化学分析和成因探讨。此外，前人对宣威组多金属层中Nb、Zr、REY(REE+Y)富集机制和成矿过程的研究相对薄弱，目前在滇东-黔西地区多金属富集层的形成模式上缺乏统一认识，该多金属层的形成机制需要更多证据支撑和深入研究。 本研究以扬子地块西缘“三稀”矿产资源聚集区的滇东-黔西晚二叠世宣威组下部Nb(Ta)、Zr(Hf)、REY 及Ga 多金属富集层为对象。在详细地质调查、剖面实测、样品采集、沉积序列和古地理分析等野外工作的基础上，利用重砂分选、X 射线粉晶衍射（XRD）、高分辨激光拉曼（HR-Raman）、扫描电镜（SEM）、 电子探针（EPMA）、激光剥蚀等离子体质谱仪（LA-(MC)-ICP-MS）、样品全岩主-微量元素并结合Li 同位素组成分析，系统探讨了滇东-黔西地区晚二叠世宣威组下部Nb-Zr-REY 多金属层的成矿物质来源、金属赋存状态、富集机制、形成 模式以及有利沉积环境等，论文研究主要取得以下几点认识：

(1) 全岩地球化学特征、碎屑矿物组合、原生矿物主-微量元素及同位素组成指示滇东-黔西地区宣威组下部的多金属富集层与峨眉山地幔柱（Emeishanplume ） 末期碱性岩浆活动相关， 该多金属层主要由ELIP 内带的富Nb(Ta)-Zr(Hf)-REE(Y)碱性长英质岩（流纹岩、粗面岩、正长伟晶岩、及碱性花岗岩）去顶剥蚀后，陆源碎屑经一系列东西向古河流搬运，并在川滇古陆（Chuandian old land）东侧的冲积平原中沉积形成。
(2) 多金属富集层中的Nb 主要赋存在次生钛矿物（锐钛矿、板钛矿、白钛石集合体）中，它们通常由原生富Nb 金红石转变而成，此外在高Nb 层位还可见铌铁金红石和铌铁矿；Zr 主要呈两期碎屑锆石产出，矿化层还广泛发育自生微细粒锆石；REY 主要赋存于不规则状、胶状、微粒状自生铝磷酸盐和磷酸盐矿物中（水磷铈矿、磷铝铈矿、针磷钇铒矿等），部分Y 和HREE 在自生微细粒锆石中富集，少量稀土元素可能被高岭石等黏土矿物吸附。
(3) 矿化层中的碎屑锆石在微量元素、U-Pb 年龄、Hf 同位素组成上与ELIP内带碱性长英质岩中的锆石高度相似，其地球化学特征与同期沉积地层中的碎屑锆石数据整体一致。两期碎屑锆石（~259Ma 和~256Ma）、金红石-锆石矿物温度 计、原生金属矿物主-微量元素组成表明ELIP 末期碱性火山活动持续时间较长 （~3m.y.），并经历明显的岩浆-热液演化过程，Nb(Ta)、Zr(Hf)、REE(Y)等关键金属在碱性岩浆的长期分异中达到初步富集。
(4) 金红石晶体中复杂的成分环带由Nb5+和Fe2+扩散形成，早期结晶的金红石被富Nb岩浆热液交代形成铌铁金红石和铌铁矿，在此过程中Nb主要以3Ti4+—Fe2++2Nb5+的方式替代富集；原生富Nb 金红石在表生过程中普遍蚀变成为同 质低温相的板钛矿、锐钛矿、及白钛石集合体，并在矿化层中稳定保存，这些次 生钛矿物中Nb 的主要替代方式为2Ti4+—Fe3++Nb5+。
(5) 矿化层中的自生稀土（铝）磷酸盐矿物主要由富REY3+、PO43−、Al3+的酸性低温流体交代黏土层中的高岭石基质形成，富Y 自生锆石集合体可能由原生锆矿物部分溶蚀或分解后，在黏土岩中沉淀聚集产生；此外，表生酸性流体的淋滤和下渗使得部分矿化层中的REY 与Nb、Zr 等成矿元素在垂向上发生解耦，同时造成剖面下部非矿化黏土层及凝灰岩层中REY 的局部富集。
(6) 自生（铝）磷酸盐矿物、高岭石基质、赤铁矿、鲕绿泥石及一水铝石等矿物组合指示多金属富集层总体在酸性、偏氧化的环境下沉积形成；多金属富集层的形成和分布总体受沉积相和古地理控制，并常在泥炭沼泽、河间湾地及浅水湖泊等有利沉积环境中形成厚度大、品位高的矿化层。
(7) 滇东-黔西地区晚二叠世宣威组下部Nb-Zr-REY多金属层的形成由ELIP末期碱性岩浆活动、风化-沉积过程、低温流体叠加共同控制，关键金属在碱性岩浆-热液过程中初步富集并结晶形成原生钛-铌矿物及锆石，次生Ti(Nb)、REY、Zr 矿物主要由原生矿物在表生条件下经低温蚀变或酸性流体溶解-再沉淀形成。