稀土元素是指原子序数从57到71的15个镧系元素，在元素周期表中属ⅢB族，同族中39号元素钇一般也看作稀土元素，同族中21号元素钪早期也有人把划入稀土元素，但多数研究者将它排除在外，因为它们在自然界中与稀土元素共生关系不密切，化学性质差别也比较大。稀土元素根据它们在物理化学性质上的某些差别可以将它们分成两组:从La到Eu称为轻稀土(LREE)，或铈组稀土;从Gd到Lu，包括Y称为重稀土(HREE)，或钇组稀土。稀土元素的离子半径近似，电价以三价为主，故它们的地球化学行为近似。当然也存在一定的差别，其原因主要在于:①离子半径有微小差别;②碱性不同决定了它们的沉淀顺序和迁移能力不一样;③形成络合物的能力各不相同，因而在自然界中的迁移能力也不相同;④它们被吸附的能力随原子序数的增加、半径的减小而减小。这样就造成了它们在自然界中发生某些特定的程度的分离(即出现“亏损”和“富集”)而显示不同的分配特点。

  本次研究分别在川东南的南川、万盛、道真、武隆、石柱、黔江、酉阳、秀山、沿河，以及湘西的花垣、永顺、龙山、咸丰、宣恩等地共采集了210件志留系小河坝组砂岩样品(图3.5)。

  从各个剖面选取了37件新鲜样品进行了稀土元素及微量元素地球化学分析(每个剖面的样品自底部向顶部依次编号见表3.6)，主要岩性为砂岩、细砂岩，样品稀土元素分析在中国科学院青岛海洋研究所分析与检测中心完成。样品破碎后研磨至200目，然后装袋备用。分析步骤为:称取40mg样品于Teflon溶样罐中，加入0.6mLHNO3+2mLHF封盖后，静置2h后，于150℃电热板上溶样24h;加0.25mLHClO4于150℃电热板上敞开蒸酸至近干;加1mLHNO3+1mLH2O密闭于120℃电热板回溶12h;用高纯H2O定容至40g;然后在仪器ICP-MS上来测试，各标准样品(GSR-1，GSR-3，BHVO-2，BCR-2)及空白样品所测稀土元素的线性较好，分析误差基本都小于5%，很少大于10%，相同样品测试结果一致，测试结果准确可信。各测试样品最终结果取三次测定的平均值。

  表3.6 川东南-湘西志留系小河坝组砂岩稀土元素地球化学分析数据(μg/g)

  表3.7 川东南-湘西志留系小河坝组砂岩稀土元素(μg/g)及地球化学参数

  川东南、湘西地区志留系小河坝组砂岩样品的稀土元素分析结果(表3.6)表明，在湘西的宣恩板寮、龙山水田坝、咸丰、永顺、花垣等地稀土总量(不包括Y)介于118.05～234.68μg/g之间，平均值为163.02μg/g。在川东南的南川、武隆、道真、秀山、酉阳、沿河、石柱漆辽、黔江石会等地稀土总量介于113.35～280.63μg/g之间，平均值为202.3μg/g。总体上，研究区志留系碎屑岩的稀土元素含量都明显高于大陆上地壳的平均稀土元素总量值(146.4μg/g)，而比较接近北美页岩的平均值(173.2μg/g)。

  其中，LREE/HREE为轻、重稀土元素比值，能够反映样品轻、重稀土的分异状况，在同一类岩石中，若该值较大，说明轻、重稀土分异明显，轻稀土元素相对富集，重稀土元素则相对亏损。川东南地区样品的LREE/HREE为4.41～10.81，平均值为9.05，在湘西样品的LREE/HREE为6.74～11.44，平均值为8.77，研究区都略高于北美页岩的比值(7.44)，表明研究区相对富集轻稀土元素，重稀土相对亏损。

  LaN/YbN是稀土元素球粒陨石标准化图解中分布曲线的斜率，反映曲线的倾斜程度。LaN/SmN、GdN/YbN分别反映了轻、重稀土元素之间的分馏程度，LaN/SmN值越大，表明轻稀土越富集;GdN/YbN值越小，表明重稀土越富集。川东南样品的LaN/YbN为2.23～12.57，平均值为10.52，湘西样品的LaN/YbN为8.69～13.61，平均值为10.05，表明研究区样品的轻、重稀土元素分异较大。LaN/SmN、GdN/YbN分别反映轻稀土元素之间、重稀土元素之间的分馏程度。川东南样品的LaN/SmN介于1.51～4.81之间，平均值为3.69，湘西地区样品的LaN/SmN介于之间2.62～4.01，平均值为3.51，表明研究区轻稀土元素之间分异明显;川东南地区样品的GdN/YbN介于1.52～2.86，平均值为1.95，湘西地区样品的GdN/YbN介于1.63～2.48，平均值为1.97，表明研究区重稀土元素之间分异不明显。

  Eu有着非常明显的负异常，川东南地区样品的δEu为0.55～0.68，平均值为0.61，湘西地区的样品的δEu为0.55～0.70，平均值为0.63，研究区的δEu与北美页岩标准值(δEu=0.65)较为接近;川东南地区样品的δCe在0.66～0.96之间，平均值为0.94，湘西地区的样品的δCe在0.94～0.97之间，平均值为0.96，两区的δCe值基本正常。

  采用Leed球粒陨石(田彰正，1973)标准值对研究区志留系小河坝组砂岩样品进行标准化，其稀土元素配分模式基本类似，均为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型，分布曲线在轻稀土处具有较大的斜率，而在重稀土处较为平坦，Eu处出现一个明显“V”形，存在负Eu异常，表明沉积物的物源较为一致，物源相对来说比较稳定;从研究区稀土元素配分模式图3.6和图3.7能够准确的看出La-Eu段轻稀土配分曲线较陡、斜率较大，表现为明显的“右倾”，说明轻稀土元素之间的分馏程度较高;Gd-Lu段重稀土配分曲线较为平坦、斜率较小，重稀土元素之间的分馏程度较低。

  前人研究表明，稀土元素中各元素在电价、被吸附能力等性质上仍有一定的差异，随着环境的改变会发生分异，在海洋环境中尤为明显。主要体现为轻稀土元素与重稀土、铈(Ce)和铕(Eu)与其他元素间的分离。REE大部分被结合于碎屑矿物或以悬浮物入海，碎屑或悬浮颗粒在海水中停滞时间的差异是造成REE分异程度不同的重要原因之一。当悬浮物在海水中停滞时间较短时，REE随其快速沉积下来，与海水发生交换的机会少，分异弱，这种沉积物的页岩标准化的REE配分模式比较平缓，Ce呈正常型或弱负异常，曲线斜率Lan/Ybn值为1左右。当悬浮颗粒在海水中停滞时间较长，即其沉降缓慢，促进了更细颗粒中的REE分解作用，使带入海水中的REE有足够的时间被粘土吸附、与有机质络合和进行有关的化学反应，导致REE的强烈分异，沉积物中页岩标准化稀土配分模式发生显著变化，含量上轻、重稀土元素出现亏损或富集，Lan/Ybn值明显大于1或小于1，Ce也发生选择性分异，氧化环境中易呈Ce4+沉淀，具显著负异常，而缺氧条件下负异常消失，甚至会出现正异常。因此，可以认为REE的分异程度是沉积颗粒沉降速率快慢的响应。基于海水中粘土等细碎屑悬浮物是有机质和REE共同的“宿主”，有机质又是REE最强的吸附剂之一，二者具有共同的沉降速率。

  本书将REE的分异程度作为一种指示剂来表征沉积物沉积速率。川东南地区志留系小河坝组砂岩Lan/Ybn值在0.62～1.85之间，均值为1.55(表3.7)，湘西地区志留系小河坝组砂岩Lan/Ybn值在1.28～2.0之间，均值为1.48，从川东南到湘西地区Lan/Ybn的值逐步降低，表明沉积物的沉积速率有增加的趋势，反映了距物源近的特点。海水中有机质主要以颗粒状或细颗粒等形式沉淀，沉积颗粒的沉降速率对有机质的聚集和保存影响显著。研究区志留系小河坝期沉积速率普遍较高，使得龙马溪期沉积的有机质聚集和保存，这一点在前人对本区的有机碳含量研究上也有体现。总体上看，川东南地区沉积物的沉积速率较湘西低，表明湘西更接近物源区，其海水深度也较浅。

  稀土元素在水体中停留的时间很短，能快速进入到细粒沉积物中且不发生分异，能更好地保留源区的地球化学信息(杨守业，1999;Cullers，1988)，因此对沉积物具有示踪意义。杨守业等综合前人研究，认为控制沉积物中稀土元素组成最主要的因素是物源。在稀土元素示踪物源研究中，应注重稀土元素配分模式曲线的几何形态，而不是稀土元素的绝对丰度(赵振华，1997)。在实际应用中，研究者往往从配分模式曲线的特征来判断物质来源。相同来源的物质往往有很相似的稀土配分模式曲线，所以，在物源示踪研究中，稀土元素得到了广泛的应用。在反映盆地物源区性质的指标中，稀土元素分布模式是最可靠的指标之一。源自上地壳的稀元素具有轻稀土富集、重稀土含量稳定和明显负Eu异常等特征(McLennan，1995;Bhatia，1986)。本书做了川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩稀土元素样品Leed球粒陨石标准化的配分模式曲线)，稀土元素总体具有轻稀土富集、重稀土含量稳定、明显的负铕异常等特征，样品的球粒陨石标准化配分模式相似，均属轻稀土富集型，Ce基本正常。从研究区的稀土元素配分模式能判断川东南-湘西地区志留系小河坝组的物源一致。总体显示出研究区志留系小河坝组砂岩与上地壳基本一致的分布模式，说明研究区志留系小河坝期沉积岩的原始物质应源自上地壳。

  李双建和张廷山等对黔中隆起北侧的贵州习水喉滩、綦江观音桥志留系石牛栏组灰岩和靠近雪峰山隆起西北侧的湖南石门磺厂志留系罗惹坪组泥岩的稀土元素地球化学进行了研究(张廷山，1998;李双建，2008)。比较显示研究区地区的REE配分模式与石门磺石的罗惹坪组泥岩的REE配分模式(笔者采用Leed球粒陨石对参考文献中的数据来进行统一标准化)十分接近(图3.8为本书数据，图3.9中的方形样品为贵州习水;三角形为湘西样品;菱形样品为湖北石门样品)，都显示出轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型，存在很明显负Eu异常，Ce基本正常。且稀土元素各种特征参数比值都很接近，说明研究区与石门磺石具有相似的物质来源。而川东南地区的稀土元素配分模式图与靠近黔中隆起的贵州习水喉滩、綦江观音桥石牛栏组灰岩的稀土元素配分模式存在明显的不同。表明研究区与石门的罗惹坪组应为同源，而与贵州习水喉滩、綦江观音桥石牛栏组应不同源。

  前人大量的研究根据结果得出，震旦纪-早志留世沉积时期，黔中隆起接受的是以碳酸盐岩为主的沉积，并且在其北侧未见有侵入岩体的报道，小河坝期若是黔中隆起向川东南地区提供的物源，那么在川东南地区的小河坝组砂岩应该体现碳酸盐岩作为物源的沉积记录，本次对研究区稀土测试研究结果为，小河坝组砂岩物源区应为沉积岩与碱性玄武岩的混合区，所以物源只能是来自雪峰山隆起。同时与刘钟伟对湘西地区古丈、芷江、沅陵、怀化及通道一带侵入在新元古界板溪群(局部为下震旦统)中之北东向岩体的稀土元素配分模式相近(图3.9)。说明川东南志留系小河坝组砂岩的物源来自雪峰山隆起的新元古界板溪群及其侵入岩体。

  据前人研究成果，川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩的物源来自雪峰山隆起南西段的古丈、芷江、沅陵、怀化及通道一带的新元古界板板溪群及其侵入板溪群中的基性-超基性岩体及中-基性喷出岩。小河坝组砂岩重砂矿物研究结果也证明了这一结论。

  Bhatia et al.(1983，1986)在对澳大利亚东部不同大地构造背景的沉积盆地中砂岩和泥岩的稀土元素特征总结如表3.8。该表系统地揭示了稀土元素分布特征所反映的沉积盆地的大地构造背景和物源区类型。本书数据与表中数据对比显示，本区小河坝组砂岩的物源区与活动大陆边缘抬升基地类型相近。

  川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩多表现明显负异常，应用上述稀土元素的特征进一步判断物源区的性质:根据轻重稀土比值与稀土总量图解(La/Yb-∑REE图解，底图据Alleyre，1978)。其投点主要分布在沉积岩和碱性玄武岩的交汇区，仅少数几个样品落在了沉积岩区(图3.10)。说明研究区志留系小河坝组砂岩的源区主要为沉积岩和碱性玄武岩混合区。

  在地球演化初期，Gd含量较高，随着元素分馏作用，Gd含量越来越小。Gd/Yb的比值也就随着地层时代的变新而逐渐变小(Taylor，1985;Mclennan，1993)。以Gd/Yb等于2.0为界，太古宇的Gd/Yb比值常大于2.0;而后太古宙的年轻地层则小于2.0。由于Gd和Yb在沉积过程中受地质作用的干扰较小，一旦封闭到沉积地层中，它们的含量就很难改变，因而可用它们判别母岩的特性。同样Gd/Yb的比值也是一个常用的判断沉积地层相对时间的方法，它具有随着地层时代的变新而逐渐变小的特点(邵磊等，2001)。

  川东南-湘西地区小河坝组砂岩37件Gd/Yb比值分析表明(图3.11)，总体以2.0为界，样品数值全部在1.5～2.86，比较集中。可能反映其源岩类型比较单一。约76%的样品小于2.0。表明研究区志留系小河坝组砂岩的源岩地层时代主要以后太古宙地层为主;同时含有少量的太古宙地层的源岩。

  La是化学元素镧的符号，La是一种金属稀土元素，原子序数57，原子量138.9055，元素名来源于希腊文，原意是“隐蔽”。

  金属镧是银白色的金属，质软易切割。新鲜截面呈银灰色，在空气中易被氧化。密度6.174g/cm³，熔点921℃，沸点3457℃。化学性质活泼，暴露于空气中很快失去金属光泽生成一层蓝色的氧化膜，但是它并不能保护金属，继而进一步氧化生成白色的氧化物粉末。金属镧一般保存于矿物油或稀有气体中。

  稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La）、铈(Ce）、镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝(Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu），以及与镧系的15个元素紧密关联的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。

  稀土元素的共性是：①它们的原子结构相似；②离子半径相近（RE3+离子半径1.06×10-10m~0.84×10-10m，Y3+为0.89×10-10m）；③它们在自然界密切共生。

  原子是一个具有一定的空间作用范围的实体。矿物和化合物晶体是由大量微观物质单位(如原子、离子、分子等)按一定规则有序排列并达到能量平衡的产物。晶体化学早期曾提出,原子是刚性球体以及离子半径R、r的概念。在地球化学研究中,把离子看成是有一定的大小、离子半径具加合性的认识比较成功地说明了以离子状态为主和以离子键结合的体系(离子晶体、熔浆、水溶液)中元素的行为和习性。如晶体中原子的最紧密堆积原理、配位多面体结构、离子间类质同象现象以及胶体对离子的吸附规律等。随着研究的深入,地球化学家认识到,原子的大小并不是一成不变的“刚性球体”,随化学键性、价态、配位模型,以及环境的温度压力等条件的变化,原子和离子的形状和半径相应的也有改变。因此划分出离子半径、共价半径、金属半径,以及分子半径等,构成了一个复杂的半径体系。总之,同一元素的原子和离子半径并不是一个固定值,它们是原子和离子在化合物中电子云的作用范围。本节重点介绍由Shannon et al.(1969,1976)提出的离子半径体系。

  离子半径来自氧化物和氟化物 (即离子晶体)构成的阴、阳离子格架中原子之间的实测距离。常用一套配位数为6 (八面体配位)的O2-的离子半径等于1.40Å,假定离子半径具有加和性的实测方法。Shannon (1976 )修改和更新了由 Shannon et al. (1969 )搜集的离子半径值,同时采纳了部分取自Ahrens (1952)的值,表2-6 列出了他给出的六次配位离子的离子半径值。虽然离子半径随着配位数而发生改变,但在以比较为目的来考虑作为离子本征性质的六次配位离子半径方案仍然是有用的。

  具有相同电子构型的阳离子的半径 (Shannon的六次配位,1976)随着同周期阳离子电荷的增加而系统降低,这能够最终靠随电荷数增加造成的电子壳层的收缩给予解释。具有相同电荷A型和B型阳离子的半径随主量子数n的增加而增大,这是由于新亚层的增加所致。具有相同电荷和低自旋构型过渡金属阳离子的半径最初随最外电子层d亚层电子数目的增加而减小,而当d亚层电子增加到5 或6 后则稳定增大。另外,高自旋阳离子的半径总是大于低自旋阳离子的半径。与此形成鲜明对比,当最外f亚电子层电子数目增加时,具有相同电荷的镧系和锕系阳离子的半径稳定减小。这一现象常被称作镧系或锕系收缩 (lanthanide or actinide contractions)。很明显,加入一个电子到电子壳层和一个质子到镧系和锕系原子核的净效应是电子壳层的微小收缩。镧系收缩的重要结果就是第二和第三系列过渡金属的离子半径变得相近。因此,Y-Lu、Zr-Hf、Nb-Ta、Mo-W、Ru-Os、Rh-Ir、Pd-Pt和Ag-Au元素对会经常显现出令人惊奇的相似地球化学行为。

  尽管各学者目前所给出的半径表数据不同,但各种元素的原子和离子半径的总体变化规律是一致的:

  1)同一周期内随原子序数增大,元素的离子半径减小。因为原子序数增大时有效电荷增大,核的正电荷对核外电子引力增强使离子半径缩小。

  3)在周期表的左上方到右下方的对角线上,离子半径相近或相等,称作对角线)镧系元素 (稀土元素 REE)的离子半径从 La3+的1.03Å逐步变小到 Lu3+的0.86Å,称为“镧系压缩”。因为从La到Lu的15个元素中新增加的电子都充填在从外往里数第三电子层中。“镧系压缩”导致稀土元素因化学性质和离子半径相近而紧密共生,同时还影响到镧系之后的第Ⅴ、Ⅵ两周期同族元素的离子半径相似或相等。

  5)同一元素阳离子的离子半径小于原子半径,随正电荷的增加离子半径减小;阴离子半径大于原子半径,随负电荷增加离子半径增大。因此同一元素阴离子的半径比阳离子的半径大得多。如:

  6)一般阴离子半径在1.30～2.0Å之间,总体上大于阳离子的半径(0.1～1.65Å)。因此,晶体化学认为,离子晶体可视为球形阴离子的最紧密堆积,其中的空隙为阳离子所占据,阴、阳离子之间相互接触的基本晶体结构模型。

  自洽场理论提出:“晶体结构可以看成是构成化合物的原子在性质和质点半径大小互相匹配 (自洽)的直接结果。”因此,在自然化合物中原子和离子的半径是一种独立的基本性质参数,它从化合物结晶的结构和几何关系上制约其稳定性。

  配位数 (Coordination Number,CN)是指原子 (金属晶体)或离子 (离子晶体)周围紧邻的原子或异号离子数。

  离子晶体的配位数CN取决于阴、阳离子半径比率,在离子型晶体中只有当阴阳离子相互紧密接触时,晶体才是稳定的。在不同构型的离子晶体中,要使阴、阳离子稳定接触,其半径比值一定要满足表达式 (2-5)中所列的条件。常见阳离子在氧离子的最紧密堆积晶格中的配位数见表2-7。它从几何稳定性上控制化合物的结构和性质,也决定晶体的外部形态。如NaCl和PbS都是6次配位,为正立方晶体;CsCl 是12次配位,结构和晶形与NaCl完全不同。

  在有序结构中相互化合的离子、原子以至原子团严格按一定规则排列,构成晶体结构中基本的 14 种空间格子,适用于所有矿物和化合物的几何模型。考查组成各种晶体的结构单位配位多面体,可以有助于认识晶体排列中离子的行为。

  只有符合表2-7所列阴阳离子比例范围的多面体结构才是最稳定的结构,如[CO4 ]4-、[SiO3 ]2-、[PO3 ]-等结构是不稳定的。在阴阳离子构成的多面体中,当按离子间半径比率构成的多面体结构符合配位法则时,则该化合物多面体及其晶体格架是稳定的,但阴阳离子的电荷总数可能不平衡,便形成带有一定电荷的离子团,即为水溶液中稳定存在的络离子。因此,含氧酸类络阴离子及矿物晶格中多面体的配位数和电荷数通式为

  式中:Zcom、Zcen分别为络离子和中心阳离子的电荷数;CN为络离子中心阳离子的配位数。

  。其中:P、Q、Y为各离子的配位数;p、q、y为系数。如镁橄榄石分子式可写成:

  当化学键具有极性时,要考虑极化对晶体配位结构的影响。在外电场作用下,原子或离子电子云的大小或形状发生明显的变化的现象称为极化。当原子或离子的极化性增强时,将引起离子键向共价键过渡和配位数减小,同时半径减小和化合物溶解度降低,有些化合物的挥发性也会因此增大。如在AgCl 晶体中,Ag+Cl 的理论半径和应为3.33Å,但实测为2.99Å,就是极化导致离子半径减小的例子。

  (1)晶体化学性质的差异。各稀土元素的离子半径、离子电位等有差别,决定了元素的类质同象及迁移能力各异。

  (2)元素碱性差异。由于电负性低,稀土元素均有着非常明显的碱性,但各元素碱性强度不同。稀土元素氢氧化物的碱性介于Mg(OH)2和Al(OH)3之间,与碱土金属的氢氧化物最接近。由于各稀土元素离子电位不同,碱性也有别。总的来说,从La→Lu随离子半径的减小,稀土元素的碱性减弱,氢氧化物溶解与沉淀的pH值也逐渐降低(pH:8→6),决定了稀土元素迁移能力与沉淀先后的不同。

  (3)元素的价态。某些稀土元素的价态对外界氧化还原条件的反应很灵敏。稀土元素主要呈+3价,但部分可呈+4价(Ce4+)和+2价(Eu2+)。在还原条件下形成Eu2+,在氧化条件下形成Ce4+,当价态变化时,半径和酸碱性相应也发生明显的变化,导致Ce、Ed与3价稀土元素整体分离。

  (4)形成络合物的稳定性不同。从La到Lu稀土元素的配合能力逐渐增强,络合物稳定性也相应加大(K不稳定常数变小)。∑Y形成络合物的能力远大于∑Ce,在自然界∑Y的迁移能力较∑Ce强。

  (5)离子被吸附的能力不同。根据库仑定律,正负电荷间的作用力与两者间距离的平方成反比,离子半径小的REE3+比离子半径大的容易被吸附。被吸附能力从La3+→Lu3+逐渐增加。水中呈电解质的离子受水合作用的影响,从La→Lu水合离子半径逐渐增大,被胶体、有机质和粘土矿物吸附的能力将减弱,故水合REE离子被吸附能力按下列顺序递增:Lu→Er→Y→Ho→Gd→La→Eu→Ce。

  稀土元素在自然界的上述差异性,导致其在外界条件发生明显的变化时发生分馏。反之,也可根据地质体中稀土元素组成的特征来分析岩石成因及成岩成矿的物理化学条件。

  镧(La）、铈(Ce）、镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝(Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu），以及与镧系的15个元素紧密关联的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素。

  稀土元素的共性是：它们的原子结构相似；离子半径相近（RE3+离子半径1.06×10-10m~0.84×10-10m，Y3+为0.89×10-10m）；它们在自然界密切共生。

  大多数稀土元素呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比大范围的使用在核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。

  稀土元素已大范围的应用于电子、石油化学工业、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。