Поиски сокровищ Земли: найдено то, что поможет отыскать месторождения редкоземельных элементов

Примерно в 400 километрах к северо-западу от Сиднея, к югу от Даббо, находится большой и интересный массив горных пород, образовавшийся около 215 миллионов лет назад в результате извержения вулканов. Это месторождение известно как Тунги и богато редкоземельными элементами: набором из 16 металлических элементов, необходимых для современных технологий — от электромобилей до солнечных панелей и мобильных телефонов, пишет Science Alert.

В настоящее время ведутся работы по разработке этого месторождения, но спрос на редкоземельные элементы, как считают ученые, невообразимо возрастет уже в ближайшие десятилетия. Чтобы удовлетворить этот спрос, необходимо обнаружить больше месторождений, а для этого, по мнению ученых, важно понять, как и почему образуются эти месторождения.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Последние исследования австралийских ученых из Университетов Аделаиды и Квинсленда показывают, что крошечные кристаллы, образовавшиеся внутри вулканов, дают подсказки о формировании месторождений редкоземельных элементов, а следовательно ученые смогут их найти.

Формирование месторождений редкоземельных элементов начинается с частичного плавления мантии Земли, которая залегает глубоко под корой. В мантии нашей планеты преобладают минералы, богатые железом и магнием, эти минералы также содержат небольшое количество других элементов, в том числе и редкоземельных.

Когда мантия плавится, образуя магму, редкоземельные элементы легко перемещаются в магму. Если объем плавления невелик, магма имеет более высокую долю редкоземельных элементов, и наоборот. Например, в срединно-океаническом хребте, где огромное количество магмы устремляется на поверхность и образует новую океаническую кору.

По мере того как магма мигрирует к поверхности планеты, она остывает и в ней образуются новые минералы. Эти минералы в основном состоят из кислорода, кремния, кальция, алюминия, магния и железа. Таким образом, оставшаяся магма содержит более высокую концентрацию редкоземельных элементов, и со временем она будет продолжать подниматься через кору, пока не затвердеет или извергнется.

Если магма остывает и кристаллизуется в коре, она может образовывать породы, содержащие высокие уровни критических металлов. Одним из мест, где это произошло, является магматический комплекс Гардар в Южной Гренландии, который содержит несколько месторождений редкоземельных элементов.

В центральной части Нового Южного Уэльса в Австралии магмы, обогащенные редкоземельными элементами, извергались на поверхность. Они получили общее геологическое название вулканическая свита Бенолонг. В пределах этого региона находится и месторождение Тунги, представляющее собой часть древней вулканической водопроводящей системы. По сути, это "вторжение" застывшей магмы, содержащей очень высокие уровни критических металлов.

Ученым так много известно о том, что происходит на глубине километров под нашими ногами благодаря породам, которые пробиваются на поверхность. К счастью, во многих породах вулканической свиты Бенолонг есть кристаллы клинопироксена, что позволило ученым изучить историю неминерализованных пород и сравнить ее с минерализованной интрузией Тунги.

Результаты указывают на то, что породы Тунги имеют два важных отличия:

• клинопироксены в неминерализованной вулканической свите содержат много редкоземельных элементов;
• клинопироксены из Тунги имеют внутреннюю кристаллическую структуру, которая напоминает форму песочных часов.

Ученые пришли к выводу, что теперь они могут отслеживать состав и зональность клинопироксена в других потухших вулканах в Австралии и за ее пределами, чтобы выяснить, какие из них могут накапливать соответствующие отложения редкоземельных элементов.