Некоторые виды магмы способны концентрировать редкоземельные элементы
Изучение потухших вулканов представляет собой сложную задачу, поскольку человек не может наблюдать их извержения. Однако, применяя уникальную экспериментальную методику, ученые смогли воссоздать определённый тип потухшего вулкана в лабораторных условиях, что дало новые сведения о магме, которую они производят.
Исследования показали, что некоторые редкие виды магмы способны эффективно концентрировать редкоземельные элементы — металлы, критически важные для высоких технологий, таких как магниты для электромобилей и ветряных турбин. С ростом потребности в этих элементах, вызванным переходом на возобновляемые источники энергии и электрическим транспортом, задача поиска таких ресурсов становится всё более актуальной.
Несмотря на название, редкоземельные элементы не являются особенно редкими; сложность заключается в нахождении пород с достаточной концентрацией этих металлов для экономически целесообразной добычи. В новом исследовании, опубликованном в журнале "Geochemical Perspectives Letters", ученые обнаружили, что некоторые потухшие вулканы могут стать отличным местом для их поиска.
Особый интерес вызывает редкий тип магмы, содержащий высокое количество железа. В истории человечества не было зарегистрировано извержений этого типа магмы, и они известны только по останкам потухших вулканов, действовавших миллионы лет назад. Примеры таких вулканов включают Эль-Лако в Чили и Кируна в Швеции, где долгое время велась добыча железной руды. В прошлом году компания LKAB объявила Кируну крупнейшим месторождением редкоземельных элементов в Европе.
Открытие в Кируне заставило ученых задуматься о происхождении редкоземельных ресурсов в этом вулканическом железном руднике. Они знали о других породах, содержащих редкоземельные элементы, но ни одна из них не напоминает богатые железом потухшие вулканы. Возникает вопрос: является ли это геологической случайностью или магма с высоким содержанием железа обладает уникальными свойствами, способствующими концентрации редкоземельных элементов?.
Для проверки этой гипотезы ученые использовали поршневой цилиндр, помещая синтетический материал, имитирующий вулканические породы и магму, в капсулы из благородных металлов, таких как платина. Затем нагревали их до 1100 °C и помещали под давление, аналогичное 15 километрам в земной коре. В таких условиях они наблюдали, как железосодержащая магма образует пузырьки внутри более распространённой магмы, извлекая редкоземельные элементы из окружающей жидкости.
Эти пузырьки отличаются плотностью и вязкостью, отделяясь от бедной железом магмы, подобно тому, как вода и нефть образуют отдельные слои. Богатые железом магмы абсорбируют редкоземельные элементы так эффективно, что их содержание в них почти в 200 раз превышает уровень в обычных магмах.
Это открытие подтверждает, что в местах, подобных Кируне, наличие редкоземельных элементов не является случайным. Добыча этих металлов сосредоточена в нескольких странах, в основном в Китае, США, Мьянме и Австралии, и они классифицируются как "критические минералы" из-за своей важности и рисков в цепочке поставок.
С увеличением спроса на редкоземельные элементы происходят значительные инвестиции в исследование новых месторождений. Чем больше известно о таких местах, тем лучше промышленные компании могут планировать добычу, минимизируя финансовые, экологические и социальные издержки. Результаты показывают, что существующие рудники на потухших вулканах могут быть адаптированы для производства редкоземельных элементов, что добавит ценность к уже существующим операциям.
Источник: www.sciencealert.com
Источник изображения: pxhere.com
Исследования показали, что некоторые редкие виды магмы способны эффективно концентрировать редкоземельные элементы — металлы, критически важные для высоких технологий, таких как магниты для электромобилей и ветряных турбин. С ростом потребности в этих элементах, вызванным переходом на возобновляемые источники энергии и электрическим транспортом, задача поиска таких ресурсов становится всё более актуальной.
Несмотря на название, редкоземельные элементы не являются особенно редкими; сложность заключается в нахождении пород с достаточной концентрацией этих металлов для экономически целесообразной добычи. В новом исследовании, опубликованном в журнале "Geochemical Perspectives Letters", ученые обнаружили, что некоторые потухшие вулканы могут стать отличным местом для их поиска.
Особый интерес вызывает редкий тип магмы, содержащий высокое количество железа. В истории человечества не было зарегистрировано извержений этого типа магмы, и они известны только по останкам потухших вулканов, действовавших миллионы лет назад. Примеры таких вулканов включают Эль-Лако в Чили и Кируна в Швеции, где долгое время велась добыча железной руды. В прошлом году компания LKAB объявила Кируну крупнейшим месторождением редкоземельных элементов в Европе.
Открытие в Кируне заставило ученых задуматься о происхождении редкоземельных ресурсов в этом вулканическом железном руднике. Они знали о других породах, содержащих редкоземельные элементы, но ни одна из них не напоминает богатые железом потухшие вулканы. Возникает вопрос: является ли это геологической случайностью или магма с высоким содержанием железа обладает уникальными свойствами, способствующими концентрации редкоземельных элементов?.
Для проверки этой гипотезы ученые использовали поршневой цилиндр, помещая синтетический материал, имитирующий вулканические породы и магму, в капсулы из благородных металлов, таких как платина. Затем нагревали их до 1100 °C и помещали под давление, аналогичное 15 километрам в земной коре. В таких условиях они наблюдали, как железосодержащая магма образует пузырьки внутри более распространённой магмы, извлекая редкоземельные элементы из окружающей жидкости.
Эти пузырьки отличаются плотностью и вязкостью, отделяясь от бедной железом магмы, подобно тому, как вода и нефть образуют отдельные слои. Богатые железом магмы абсорбируют редкоземельные элементы так эффективно, что их содержание в них почти в 200 раз превышает уровень в обычных магмах.
Это открытие подтверждает, что в местах, подобных Кируне, наличие редкоземельных элементов не является случайным. Добыча этих металлов сосредоточена в нескольких странах, в основном в Китае, США, Мьянме и Австралии, и они классифицируются как "критические минералы" из-за своей важности и рисков в цепочке поставок.
С увеличением спроса на редкоземельные элементы происходят значительные инвестиции в исследование новых месторождений. Чем больше известно о таких местах, тем лучше промышленные компании могут планировать добычу, минимизируя финансовые, экологические и социальные издержки. Результаты показывают, что существующие рудники на потухших вулканах могут быть адаптированы для производства редкоземельных элементов, что добавит ценность к уже существующим операциям.
Источник: www.sciencealert.com
