稀土元素地球化学是地球化学的分支领域，主要研究镧、铈等17种稀土元素（位于元素周期表第III副族）在地质体中的分布规律及其在岩石成因、天体演化等领域的应用。其研究手段包括稀土分布模式分类（如铕亏损型、富集型）和钐-钕法定年技术，揭示了地壳演化过程和地幔不均一性特征。岩浆岩中稀土总含量随基性程度降低递增，其中基性岩和超基性岩富含重稀土，酸性岩与碱性岩则富集轻稀土；沉积岩中泥质岩稀土含量最高，碳酸盐岩最低。稀土元素在陨石、月球岩石中的含量可达地球3-10倍，克里普岩总含量超500ppm。地壳中稀土分布呈现分层特征：上地壳富含轻稀土且总量高，下地壳含量低且重稀土占比大。

稀土，指镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇等元素的总称。

稀土元素在自然样品中的分布特点可以用图解来表示。将样品的稀土元素含量对球粒陨石标准化，取其对数值为纵坐标，以原子序数为横坐标作图，称为增田科里尔图解。地球各种岩石的稀土元素分布形态绝大多数是两条直线性线段或一条完整的直线，即呈对数线性分布。根据铕和铈的分布特征,可划分为5种类型（见图）：①铕亏损型，铕呈负异常，分布曲线在铕处为一谷形，如花岗岩；②铕富集型，铕呈正异常,分布曲线在铕处为一峰,如斜长岩；③平坦型（或球粒陨石型），分布曲线为平滑直线，铕无异常，如大洋拉斑玄武岩；④铈亏损型,分布曲线在铈处为一谷,铈呈明显亏损，如海水，现代海洋沉积物及某些前寒武纪铁建造；⑤铈富集型，富铈,分布曲线在铈处为一峰,如海洋中锰结核。上述5种类型中,由于铈组和钇组稀土含量的差异，又使分布曲线呈现向左倾斜或向右倾斜。此外，在海水、磷块岩和稀有金属花岗岩中还发现一种特殊分布类型──4重分布，每4个稀土元素（如镧、铈、镨、钕；钷、钐、铕、钇；钇、铽、镝、钬；铒、铥、镱、镥）成一组，组成相似的凹形或凸形曲线。这种分布类型的形成，是水-岩石相互作用的结果,它对某些岩石的成岩和成岩后所遭受的各种变化的研究具有重要意义。

在自然界，稀土元素常形成独立矿物，共约 150种（包括亚种）。常见的工业矿物为独居石、磷钇矿、氟碳铈矿、褐钇铌矿、黑稀金矿、硅铍钇矿、易解石等。

稀土元素属于微量元素，它们在地球化学作用过程中的行为，可以用稀溶液定律（亨利定律）描述。当所处体系的成分、物理化学条件改变时，稀土元素的浓度常发生较大的甚至数量级的变化。因此，稀土元素的分布特点在成岩、成矿以及地球的形成与演化等方面都有重要应用。特别是近些年来不同体系中稀土元素分配系数的测定，各种定量模型理论的迅速发展，稀土元素的指示作用更显得重要。

①成岩成矿作用。幔型花岗岩相对富轻稀土、铕弱亏损而与壳型花岗岩类相区别。而壳型花岗岩类按其稀土组成特点又可划分为混合花岗岩、堇青石黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩、碱长花岗岩等亚类。根据长石、磷灰石中铕的分布资料，可以计算成岩的氧逸度。对岩石中稀土元素与其他微量元素组合特征的研究，可以探讨其形成的构造环境。

②同位素年代测定。根据钐-147衰变成钕-143，已成功地测得陨石和岩石的同位素年龄(见钐－钕法)。镥-铪法也发表了部分年龄数据。

③地球的形成和演化。对地壳不同时代（太古宙、元古宙到三叠纪）沉积岩中稀土元素组成的研究表明，地壳生长的均一化过程及其演化至少在15亿年前就开始了。太古宙的沉积岩铕无异常或正异常，而太古宙后的沉积岩铕为负异常，支持了地壳生长的两阶段模型。对前寒武纪铁建造中稀土组成的研究，论证了游离氧进入大气圈的时间。基于人们所公认的地球原始物质为球粒陨石成分的认识，通过对稀土元素在固相－液相（地幔相当于固相，地壳相当于液相）间分配特征的理论计算，讨论了地壳、地幔的形成机理。近年来根据对海底和大陆熔岩中钕同位素（钕-143、钕-144）组成以及各种地幔来源岩石稀土组成模式的研究，提出地幔是不均一的新理论。关于地幔双层结构模型的提出，改变了对地球内部结构的传统观念。

涂光炽《地球化学》上海科学技术出版社上海

田丰施烺《稀土元素地球化学》地质出版社北京