Review

Econ. Environ. Geol. 2024; 57(6): 709-720

Published online December 31, 2024

https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.6.709

© THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY

Geological Characteristics, Ore-forming Processes, and Mineral Resources of Rare Earth Element Deposits in Mongolia

Seungyeol Lee1,*, Sunjin Lee1,2

1Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University, Cheongju, Republic of Korea
2Critical Research center Mineral Resources Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon, Republic of Korea

Correspondence to : *slee2@cbnu.ac.kr

Received: October 15, 2024; Revised: November 21, 2024; Accepted: November 25, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

This study investigates the geological characteristics, ore-forming processes, and mineral resources of rare earth element (REE) deposits in Mongolia. REE deposits in Mongolia are primarily associated with two distinct geological settings: Mesozoic carbonatites and Paleozoic peralkaline granitic rocks. Carbonatite-related deposits are found within alkaline silicate-carbonatite complexes in the Gobi-Tien Shan rift zone of southern Mongolia. These complexes consist of nepheline syenite and their volcanic equivalents. In these carbonatites, REE are mainly associated with bastnäsite, synchysite, parisite, and apatite. REE mineralization linked to peralkaline granitoid rocks is mainly located in the Mongolian Altai region in the northwest. Here, REE is found in minerals like elpidite, monazite, xenotime, and various fluorocarbonates. These minerals typically form during the final stages of magma differentiation. Mongolia hosts several promising rare earth deposits, with three showing significant economic potential: the Devonian Khalzan Buregtei peralkaline granites, and the Mesozoic Mushgai Khudag and Khotgor carbonatites. Many other promising locations have yet to be fully investigated. Further geological investigations and exploration efforts could substantially expand Mongolia's known rare earth element resources.

Keywords rare earth elements, Mongolia, carbonatite, peralkaline granitoid rocks, ore-forming processes

몽골의 희토류 자원: 지질학적 특성, 광화작용 및 부존 현황

이승열1,* · 이선진1,2

1충북대학교 지구환경과학과
2한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희소금속광상연구센터

요 약

본 연구는 몽골에 부존하는 희토류 광상의 지질학적 특성, 광화작용, 그리고 자원 잠재력을 분석하였다. 몽골의 주요 희토류 광상은 중생대 카보나타이트(carbonatite) 및 고생대 퍼알칼리(peralkaline) 화강암질 암체와 관련되어 형성되었다. 카보나타이트와 관련된 희토류 광상은 주로 몽골 남부 고비-티엔산 열곡대(Gobi-Tien Shan rift zone)의 알칼리 규산염-탄산염암 복합체(alkalinesilicate-carbonatite complex) 내에 분포한다. 이러한 복합체는 네펠린 섬장암(nepheline syenite)과 관련 화산암으로 구성되며, 희토류 원소는 주로 바스트네사이트(bastnäsite), 신키사이트(synchysite), 파리사이트(parisite), 인회석(apatite) 등의 광물 형태로 산출된다. 반면, 퍼알칼리 화강암과 관련된 희토류 광상은 주로 몽골 북서부 알타이(Altai) 지역에 위치한다. 이 유형의 광상에서는 희토류 원소가 엘피다이트(elpidite), 모나자이트(monazite), 제노타임(xenotime), 플루오르탄산염 광물(fluorocarbonates) 등의 광물로 산출되며, 마그마 분화 후기 단계에 농집되어 형성된 것으로 해석된다. 몽골에는 경제적 잠재력을 지닌 여러 유망한 희토류 광상이 존재한다. 특히, 데본기 할잔 부룩테이(Khalzan Buregtei) 퍼알칼리 화강암 광상, 중생대 무쉬가이 후닥(MushgaiKhudag) 및 호트고르(Khotgor) 카보나타이트 광상은 상당한 규모의 희토류 자원을 보유하고 있어 주목할 만하다. 몽골에는 아직 탐사되지 않은 잠재적인 희토류 광상이 존재할 가능성이 높다. 따라서 향후 몽골의 희토류 자원 잠재력을 정확하게 평가하기 위해서는 체계적인 정밀 탐사와 함께 광물학적, 암석학적 특성 및 광상 성인에 대한 심도 있는 연구가 필요하다.

주요어 희토류 광상, 몽골, 카보네타이트, 퍼알칼리 화강암

Article

Review

Econ. Environ. Geol. 2024; 57(6): 709-720

Published online December 31, 2024 https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.6.709

Copyright © THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY.

Geological Characteristics, Ore-forming Processes, and Mineral Resources of Rare Earth Element Deposits in Mongolia

Seungyeol Lee1,*, Sunjin Lee1,2

1Department of Earth and Environmental Sciences, Chungbuk National University, Cheongju, Republic of Korea
2Critical Research center Mineral Resources Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon, Republic of Korea

Correspondence to:*slee2@cbnu.ac.kr

Received: October 15, 2024; Revised: November 21, 2024; Accepted: November 25, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

This study investigates the geological characteristics, ore-forming processes, and mineral resources of rare earth element (REE) deposits in Mongolia. REE deposits in Mongolia are primarily associated with two distinct geological settings: Mesozoic carbonatites and Paleozoic peralkaline granitic rocks. Carbonatite-related deposits are found within alkaline silicate-carbonatite complexes in the Gobi-Tien Shan rift zone of southern Mongolia. These complexes consist of nepheline syenite and their volcanic equivalents. In these carbonatites, REE are mainly associated with bastnäsite, synchysite, parisite, and apatite. REE mineralization linked to peralkaline granitoid rocks is mainly located in the Mongolian Altai region in the northwest. Here, REE is found in minerals like elpidite, monazite, xenotime, and various fluorocarbonates. These minerals typically form during the final stages of magma differentiation. Mongolia hosts several promising rare earth deposits, with three showing significant economic potential: the Devonian Khalzan Buregtei peralkaline granites, and the Mesozoic Mushgai Khudag and Khotgor carbonatites. Many other promising locations have yet to be fully investigated. Further geological investigations and exploration efforts could substantially expand Mongolia's known rare earth element resources.

Keywords rare earth elements, Mongolia, carbonatite, peralkaline granitoid rocks, ore-forming processes

몽골의 희토류 자원: 지질학적 특성, 광화작용 및 부존 현황

이승열1,* · 이선진1,2

1충북대학교 지구환경과학과
2한국지질자원연구원 광물자원연구본부 희소금속광상연구센터

Received: October 15, 2024; Revised: November 21, 2024; Accepted: November 25, 2024

요 약

본 연구는 몽골에 부존하는 희토류 광상의 지질학적 특성, 광화작용, 그리고 자원 잠재력을 분석하였다. 몽골의 주요 희토류 광상은 중생대 카보나타이트(carbonatite) 및 고생대 퍼알칼리(peralkaline) 화강암질 암체와 관련되어 형성되었다. 카보나타이트와 관련된 희토류 광상은 주로 몽골 남부 고비-티엔산 열곡대(Gobi-Tien Shan rift zone)의 알칼리 규산염-탄산염암 복합체(alkalinesilicate-carbonatite complex) 내에 분포한다. 이러한 복합체는 네펠린 섬장암(nepheline syenite)과 관련 화산암으로 구성되며, 희토류 원소는 주로 바스트네사이트(bastnäsite), 신키사이트(synchysite), 파리사이트(parisite), 인회석(apatite) 등의 광물 형태로 산출된다. 반면, 퍼알칼리 화강암과 관련된 희토류 광상은 주로 몽골 북서부 알타이(Altai) 지역에 위치한다. 이 유형의 광상에서는 희토류 원소가 엘피다이트(elpidite), 모나자이트(monazite), 제노타임(xenotime), 플루오르탄산염 광물(fluorocarbonates) 등의 광물로 산출되며, 마그마 분화 후기 단계에 농집되어 형성된 것으로 해석된다. 몽골에는 경제적 잠재력을 지닌 여러 유망한 희토류 광상이 존재한다. 특히, 데본기 할잔 부룩테이(Khalzan Buregtei) 퍼알칼리 화강암 광상, 중생대 무쉬가이 후닥(MushgaiKhudag) 및 호트고르(Khotgor) 카보나타이트 광상은 상당한 규모의 희토류 자원을 보유하고 있어 주목할 만하다. 몽골에는 아직 탐사되지 않은 잠재적인 희토류 광상이 존재할 가능성이 높다. 따라서 향후 몽골의 희토류 자원 잠재력을 정확하게 평가하기 위해서는 체계적인 정밀 탐사와 함께 광물학적, 암석학적 특성 및 광상 성인에 대한 심도 있는 연구가 필요하다.

주요어 희토류 광상, 몽골, 카보네타이트, 퍼알칼리 화강암

    Fig 1.

    Figure 1.fig. 1
    Economic and Environmental Geology 2024; 57: 709-720https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.6.709
    KSEEG
    Dec 31, 2024 Vol.57 No.6, pp. 665~835

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    Economic and Environmental Geology

    pISSN 1225-7281
    eISSN 2288-7962
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