稀有和稀土金属矿物
作为最轻的稀有亲石元素，锂通常富集于岩浆作用后期的残余岩浆中。可以出现在多种岩石中。此外，盐湖卤水、地热卤水、油田卤水都含有大量的锂。锂矿按地质成因可分为四种类型:花岗伟晶岩型、盐湖卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂粘土型。其中，前两种是目前工业技术条件下最具经济价值的锂矿。
(1)花岗伟晶岩型锂矿。这类矿床分布广泛，主要产于相对稳定的地质构造单元如古结晶盾、块体中。成矿时代主要为前寒武纪，但也有海西期和燕山期。含矿伟晶岩可分为:①带状伟晶岩型锂矿。该类矿床矿物组成复杂，锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。这类矿床又可细分为复杂(铍、锂、铯、钽)稀有金属伟晶岩矿床(如加拿大巴尼卡湖矿床、津巴布韦比基塔矿床、纳米比亚卡里比布矿床，也是世界上最大的铯矿床，中国新疆可可托海的特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床分带性好)和钽锡锂伟晶岩矿床(如澳大利亚格林布斯矿床，也是大型钽矿床)。②伟晶岩矿床，无条带状构造。这种伟晶岩基本上是单相均质岩体，这种锂矿通常是独立的锂矿或伴有少量铍、钽的锂矿。如美国北卡罗来纳州锡石-锂辉石带的许多伟晶岩矿床，如金斯山矿床和贝塞麦城矿床，加拿大的巴尼卡湖和我国的江西、湖南、四川等地。
(2)盐湖卤水锂矿。这是一种重要的锂矿床。盐湖锂资源占世界锂储量的66%，占世界锂储量的80%以上。在封闭盆地，特别是高原干旱地区，锂可富集在盐湖卤水中，形成具有开采价值的锂矿床，锂、钾、钠、镁、溴、碘可综合提取。目前，正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、Hombre的Mu Eirto、美国的银丰盐湖和中国青海的柴达木盐湖等。尚未开发的重要盐湖有玻利维亚的乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖。
总的来说，全球锂资源极其丰富。据美国地质调查局统计，1998年已探明全球锂资源储量为340×104t，储量基数为940×104t。按照1997的产量估算，世界产量可以保证309年。世界锂储量和储备基数集中在南美和北美，还有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等多个国家。其中玻利维亚和智利约占世界储量的89.3%，中国资源前景巨大。
2)铍
铍是典型的前石元素，在岩浆结晶过程中能置换Si4 ++进入许多硅酸盐矿物。铍主要分布在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。铍可被富集并形成独立的铍矿物(绿柱石、水铝石、绿柱石等。)在残余岩浆、高温气液和中温液体环境中，从而形成具有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆作用有关。种类很多，大致可以分为五类:
(1)含绿柱石的伟晶岩铍矿床。这些矿床分布广泛，根据矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国。后者分布于阿根廷的巴尼卡湖、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、前苏联和中国新疆的阿勒泰等地。沉积物含有许多有益成分，如锂、钽、铌和铯。绿柱石常被用作复杂稀有金属矿床如锂矿床和铌钽矿床的产品和副产品。
(2)含绿柱石的碱性交代铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床圈出铍矿体后建立的新矿床类型。索尔虎正长岩体位于一个巨大的花岗岩体内，构成一个碱性杂岩体。在正长岩体与花岗岩体的接触带和正长岩体内发现了五个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。
(3)贝氏体火山热液铍矿床。墨西哥北部的斯波山、塞拉-布兰卡和阿瓜奇利的铍矿床都属于这种类型。主要的铍矿物是贝氏体。铍在矿石中的分布极不规则。除铍外，还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇和钇稀土元素。
(4)含绿柱石的白云石矿床。这种矿床通常与钨、钼、锡和铋的矿化有关。根据产状特征和矿物组合，可分为两个亚类:含绿柱石的交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石的应时脉矿床。前者具有重要的工业意义，巴西博阿维斯塔的铍矿可能属于这一子类。后者为含钨、锡、钼、铍的复合矿床，绿柱石易选，具有一定的工业意义。
(5)接触碳酸盐铍矿床。这些矿床产于花岗岩外接触带的接触碳酸盐中，包括含铍矽卡岩矿床和萤石-硼铁矿层状矿床。前者矿床规模大，铍含量高，但矿物颗粒细，难选。在新墨西哥州和阿拉斯加州已经发现了这样的矿床。后一种矿层产于地质结构极其复杂的花岗岩与沉积地层的接触带，铍矿化叠加在矽卡岩上。用浮选法很容易分离出硼铁矿-绿柱石精矿和萤石精矿。
世界上铍资源丰富。巴西是最大的铍资源国，印度第二。澳大利亚一半以上的铍储量集中在布罗克曼绿柱石稀有金属矿床，基本探明于1985。加拿大的铍储量主要集中在西北部的索尔湖绿柱石稀有金属矿床，投产后将成为西方国家最大的铍矿。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山的bertrandite矿床。1988年，挪威发现了Hegetiv矿床，被认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床。可见铍资源丰富，不断有新的发现。按照年产600吨铍计算，铍储量足够全世界开采600多年。
3)铌
据美国地质调查局统计，1998年世界铌储量为350×104t，储量基数为420×104t。其探明储量高度集中，90%以上分布在巴西，其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来，许多国家，特别是非洲国家，发现了大量可供开采的铌储量。世界铌储量有很高的保障，可以满足世界几百年的需求。在自然界中，铌几乎总是以氧化物的形式与其他矿物共生，尤其是与钽共生。铌矿床的主要工业类型有:
(1)碳酸盐风化壳矿床。这是一种高矿石含量的稀有金属矿床，其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位，占铌资源的90%以上。根据风化壳的发育程度和发育阶段，风化壳型矿床可进一步分为三类:①水云母中的风化壳型矿床，如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉钴矿床；②红土风化壳矿床，如巴西阿拉沙矿床、卡塔拉奥地利矿床；(3)晚期后生蚀变风化壳矿床，如俄罗斯的Tomtor矿床。最后，该类矿床成矿过程复杂，成矿物质经历了多次再生富集，容易形成高品位大型稀有金属矿床。这些矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯和加蓬，主要含铌矿物为烧绿石。
(2)含铌钽铁矿的花岗岩和花岗岩伟晶岩矿床。铌储量在这些矿床中所占的比例很小，约为1%。矿石中主要的钽铌矿物为铌钛酸盐，常与锡石伴生，目前一般作为锡石开采的副产品回收。这类矿床在非洲中南部许多国家都有，如尼日利亚北部焦斯高原的含铌铁矿花岗岩及其斜坡矿床和残积矿床。此外，在巴西、马拉西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这种矿床。
(3)砂矿。含铌的砂矿一般规模较小，但易采易选，常与钽铁矿、锡石共生，因此具有一定的经济意义，主要产于美国、刚果民主共和国、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。
由于铌矿床的特殊性，如矿石品位低，大部分铌矿物比重大，理化性质稳定，因此重砂法是一种经济、简便、有效的原生矿床找矿方法。放射性测量和磁法测量是碳酸盐岩及其风化壳矿床非常有效的找矿方法。近年来，西澳大利亚维尔德山碳酸盐岩风化壳中大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床；在古西特、切斯拉、巴西和加蓬发现了大量的铌矿床。我国铌矿床主要分布在内蒙古、湖北、广东等地。铌铁矿是主要矿石，质量相对较低，不到巴西品位的1%，伴生矿物多。
4)钽
据美国地质调查局统计，1998年世界钽储量约为14000t，储量基数为24000t，主要分布在澳大利亚、尼日利亚、刚果民主共和国、加拿大和巴西。我国钽资源较少，主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多为与酸性花岗岩有关的复合氧化物，一般在外源条件下稳定。钽矿床的成矿时代主要为寒武纪，其次为加里东期、海西期和奇米尔期。前苏联的学者将钽矿床分为三种主要类型:
(1)综合稀有金属伟晶岩矿床。该类矿床可分为三个系列:①与碱性花岗岩有关的铍锂伟晶岩系列；②与云母花岗岩有关的铍锂铯钽伟晶岩系列；③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。最大的成矿规模是第一系列锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和前苏联。这类矿床的储量约占钽储量的34%，占西方世界产量的30%。加拿大的巴尼卡湖矿床是世界上最大的矿床之一。
(2)花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这种花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床在扎伊尔、巴西和澳大利亚均有发育。它们是中小型矿床，钽含量不高，但容易开采，相对经济，是钽的重要来源，约占西方世界产量的53%。
(3)铌铁矿-钽铁矿床。由于铌铁矿-钽铁矿非常脆，这类矿床离原生矿床的运输距离不到7公里，大多为2 ~ 3公里。一般堆积在花岗岩母岩或伟晶岩地区的坡积物中，有时富集在风化壳中。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部山谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚和前苏联也有这种砂矿。
次生钽矿床及可能的来源有:①钠长石-云英岩型铌钽铁矿床；(2)钠长石稀有金属的综合网状脉状矿床；③碱性花岗岩风化壳中的铌铁矿矿床；④碳酸盐铀焦绿石矿床；⑤碳酸盐风化壳中的含铀烧绿石-弗格石矿床。
5)锆
1992年世界锆(ZrO2 _ 2)储量为4900×104t，储量基础为5800×104t。此外，还发现了6000×104吨的锆石资源。世界锆资源丰富，包括澳大利亚、南非、前苏联、美国、印度和巴西。
锆是典型的亲石元素派。锆矿床包括内生矿床和外生矿床，其中砂矿最为重要，占世界锆储量的53%，95%以上的锆精矿来自砂矿。海岸砂矿床是最重要的外生矿床，还有残积和冲积砂矿床和碳酸盐风化壳矿床。锆的内生矿床主要是岩浆矿床，与碱性岩有关。这些矿床大多产于古地台区和显生宙地槽区的前寒武纪中间块体中，矿床储量一般只有几十万吨，地台区锆矿床储量可达上百万吨。锆矿床的主要成因类型有:①含锆石的碱性花岗岩；②含斜锆石的碱性岩；③各向异性岩石；④霞石正长岩中的斜锆石脉；⑤含斜锆石脉的留下正长岩风化壳；⑥沿海砂矿(少量内陆锆石砂矿)。
刘满华认为世界著名的外源性和内源性锆矿床及新发现的新类型锆矿化有:①澳大利亚东西海岸的砂矿床；②巴西马孙州皮廷加的内陆冲积和残积砂矿床；③与超基性-碱性-碳酸盐杂岩有关的斜锆石矿床，如南非的ParaBeauroy矿床和俄罗斯的Kovdor矿床；④与稀土、铌、钽、磷酸盐共生的碳酸盐风化壳型锆矿床，如西澳大利亚维尔山碳酸盐风化壳矿床；⑤碱性杂岩中的脉状和浸染状锆矿床，如巴西的Bossus-Das含铀锆矿床；⑥与低温热液作用有关的新的锆矿化，如低温下胶体溶液沉积形成的锆矿化，近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹发现。综上所述，超基性岩碱碳酸盐杂岩(包括碱性岩体)不仅是次生锆矿(风化壳)的矿源，也是远离与成矿物质化学带有关的杂岩的锆矿的矿源。因此，在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时，不仅要注意杂岩体本身，还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利区域。
6)稀土金属
世界稀土储量丰富。据美国地质调查局统计，世界稀土(REO)储量和储量基数分别为10000×104t和11000×104t。其储量高度集中，中国、前苏联、美国、澳大利亚和马来西亚占总储量的83.2%。目前工业上使用的轻稀土(铈稀土)主要从氟碳铈矿和独居石中提取，约占世界稀土氧化物(REO)产量的99%，而重稀土(钇稀土)产量很少，主要从磷钇矿和绿柱石中提取。世界上稀土矿物的主要生产国是中国、美国、澳大利亚和印度。这些国家的稀土矿产量占世界总产量的78%。中国稀土矿产量现居世界第一。约95%的精矿来自内蒙古包头的白云鄂博铁矿，其余来自南方的离子吸附稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁的牦牛坪稀土矿。前苏联是欧洲最重要的稀土生产国，居世界第三。稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的切夫琴科矿床和库热奇昂矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自沿海砂矿中的独居石，其中澳大利亚占世界独居石总产量的1/3以上。磷钇矿是钇的主要来源，是澳大利亚、马来西亚和中国锡矿开采的副产品，还有一部分是从埃利奥特湖丹尼森的含铀浸出渣中提取的。世界稀土工业正从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品向生产高纯度、单一稀土的深加工产品发展。
稀土矿床种类繁多，按成因可分为内生型、外生型和变质型矿床，再按与矿床有关的侵入岩和矿化作用的不同可分为六种类型:
(1)与碱性岩和碳酸盐岩有关的稀土矿床。世界上大部分稀土储量都产自这类矿床。目前，美国加利福尼亚州的帕斯山矿床和中国内蒙古的白云鄂博矿床具有最大的经济意义。爬山矿床REO探明储量约500×104t，平均品位7%，是世界上最高品位的碳酸盐岩。这种碳酸盐的独特特征是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一个富含稀土的大型铁矿床，稀土矿物可作为铁矿开采的副产品回收。这个矿区的稀土储量巨大。此外，布隆迪的Kalonge矿床和马拉维的Kangankunde矿床都属于这种类型。
(2)碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这些矿床分布很广，但具有经济意义的却很少。加拿大魁北克的怪湖矿床是一个大型稀土-稀有金属综合矿床，也是稀土元素(钇和重稀土)的潜在来源。在前苏联的科拉半岛和美国的科罗拉多州也发现了类似的矿床。
(3)非碳酸盐热液脉状稀土矿床。除稀土矿物外，钍在矿床中也很丰富。最典型的例子是南非开普省的Steenkamp Sclar矿床，这是国外发现的最早的独居石矿床。
(4)稀土磷灰石矿床。磷矿中的磷灰石往往富含稀土元素，可在磷肥生产中回收。这些矿床虽然分布广泛，但很少有高稀土品位的大型矿床，如前苏联科拉半岛西宾碱性杂岩中的稀土磷灰石矿床；芬兰锡林哈韦碳酸盐矿床中的磷灰石和瑞典北部基律纳铁矿床中的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金是一个含稀土的磷块岩矿床。
(5)风化壳型稀土矿床。这类矿床是由富含稀土元素的原生矿床风化形成的，具有重要的经济意义。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩和中国南方花岗岩风化壳矿床。前者最高稀土含量约为6%，红土富含稀土元素，是上部碱性岩的5 ~ 15倍。后者也叫离子吸附稀土矿床。
(6)泥沙沉积。现代和古代砂矿中的独居石曾经是稀土氧化物的主要来源，现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚的稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界第一。
20世纪80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年来，在前苏联沿海地区的一个新生代坳陷中发现了特殊的稀土矿化，我国山西石炭纪铝土矿层中也有高含量稀土矿物的报道，但尚未发现有工业价值的矿床。