庙垭碳酸岩地处湖北省竹山县，位于南秦岭武当地块的西南缘，处于次一级复式背斜近轴部的东北翼，是目前我国出露较大较典型的原生火成碳酸岩岩体，呈岩株状侵入碱性正长岩中，富含大量的REE矿物（独居石、氟碳铈矿等），是我国较大型的稀土矿床。电子探针分析显示无论在正长岩还是碳酸岩中均含有磷灰石和金红石，且皆为早期原生结晶的产物，分别富集REE和Nb，表明碳酸岩源区寓集REE和Nd。Sr是判断矿物起源的一个重要的参数。碳酸岩和正长岩中原生磷灰石的SrO含量明显不同（前者SrO＞0.8wt.％，后者SrO＜0.8wt.％），而正长岩中受外界流体交代的环带磷灰石的SrO＞1wt.％，指示了碳酸质流体的交代作用。同样，正长岩内受后期流体交代形成的多矿物细脉（方解石-云母-稀土矿物）和单矿物细脉（方解石）中的方解石均显示高的SrO含量（分别为0.31～1.87wt.％和0.31～0.73wt.％），与碳酸岩中的方解石接近(0.61～2.78wt.％)。庙垭碳酸岩的CaO/(CaO+MgO+FeO+Fe2O3+MnO)比值在81.3％～95.7％，是典型的钙质碳酸岩，其蛛网图特征显示高的Sr、Ba、U、LREE，亏损Nb元素，具有明显的Pb的负异常，而岩体内方解石具有低的REE组成(La=15.9×10-6)和平缓的配分模式，其(La/Yb)cN=1.6，明显不同于全岩[La=734.1×10-6，(La/Yb)cN=57.6]。碳酸岩全岩的δ18O=11‰～12.49‰，δ13C=-3.79‰～5.68‰，落在初始火成岩范围之外，显示正向演化关系。结合该碳酸岩明显的Pb负异常，其C-O同位素特征可能受到高温分离结晶作用影响。此外，碳酸岩内方解石和石英的流体包裹体相态较单一，主要由气液两相包裹体和气液三相包裹体组成，均一温度120～400℃，盐度为1.62‰～10.48‰，为中低盐度，这与典型的碳酸岩中流体包裹体具有相似的特征,明显不同于火成硅酸岩的流体包裹体，也不同于幔源来的高密度的卤水，可能是碳酸岩岩浆在快速上升的过程中发生了大量的矿物分离结晶，降低了流体的温度及盐度。上述矿物学和地球化学研究显示，碳酸岩岩浆富集REE（尤其是LREE），优先形成磷灰石、独居石，导致后期结晶的方解石具有低的LREE组成。方解石的堆晶作用使晚期的碳酸岩质流体重新富集稀土，形成大量的氟碳铈矿，从晚期碳酸岩内分异的流体，也其有高的REE，交代正长岩形成含稀土矿物的多矿物细脉。因此，矿物的分离结晶，特别是方解石的堆晶作用，是庙垭稀土矿床形成的主要机制。