Британские ученые в поиске месторождений редкоземельных элементов
28 февраля 2025 г.
Кембриджские геологи работают над атласом, который отразит глобальное распределение месторождений важнейших металлов в магматических породах. Работа призвана улучшить понимание того, как образуются месторождения редкоземельных элементов, и помочь найти их источники.
Редкоземельные элементы являются ключевыми компонентами многих устройств, от смартфонов и лампочек до ветряных турбин и электромобилей. В связи с переходом к низкоуглеродным источникам энергии спрос на такие элементы стремительно растет. 70% добычи и 90% переработки редкоземельной руды приходятся на долю Китая. Великобритания и ЕС не имеют внутренних источников или перерабатывающих мощностей.
«Это важнейшее сырье; важнейшее не только потому, что оно необходимо практически для каждого устройства и технологии, но и потому, что цепочка поставок очень ненадежна», – сказала Салли Гибсон, профессор факультета наук о Земле Кембриджского университета. В настоящее время она изучает то, как образуются месторождения редкоземельных элементов. Это исследование послужит поиску новых экономически выгодных источников.
Месторождения редкоземельных элементов, как правило, связаны с карбонатитами. Эти богатые кальцием магматические породы выделяются тем, что их химический состав богат CO2 и редкоземельными элементами.
Салли Гибсон изучает карбонатиты около 30 лет. Согласно ее утверждению, они долгое время считались геологическими диковинками и в целом привлекали не так много внимания ученых. Однако в последние годы этот подход изменился, поскольку потребность в редкоземельных элементах вышла на первый план. «Вопрос о том, как образуются эти породы, становится все более важным», – отметила исследовательница.
Проект, в котором участвует Салли Гибсон, уникален тем, что он фокусируется не на формировании отдельных провинций месторождений редкоземельных элементов, но на их глобальном распределении. Гибсон и ее коллеги также изучают недра Земли в поисках подсказок, которые могли бы объяснить проявления карбонатитов. Соруководитель проекта, профессор Кембриджского университета Сергей Лебедев – геофизик, который использует сейсмические волны, чтобы заглянуть в недра Земли, подобно тому, как гидролокаторы могут обнаруживать подводные объекты.
«Объединяя геофизические и геохимические данные, мы получаем больше знаний как о глубинной динамике и эволюции континентов Земли, так и о формировании карбонатитов и связанных с ними минеральных ресурсах», – сообщил Сергей Лебедев.
Проект REE-LITH был вдохновлен догадкой Салли Гибсон и Сергея Лебедева о том, что различия в свойствах литосферы Земли могут определять места формирования карбонатитов и, возможно, их обогащенность редкоземельными элементами.
«Мы знаем, что толщина литосферы имеет значение для других магматических пород, содержащих алмазы, – сказал Гибсон. – Как правило, алмазосодержащие кимберлитовые породы встречаются только в тех областях, где толщина литосферы особенно велика. Я подумал, что пришло время проверить, существует ли аналогичная закономерность в случае с карбонатитами».
В течение последнего года команда исследователей занималась разработкой новой карты. Они основывались на базе данных о карбонатитах и связанных с ними месторождениях редкоземельных элементов, а также на информации о литосфере. В рамках этой работы новые сейсмические данные использовались для создания компьютерных изображений литосферы, ее толщины и других свойств. Был также проведен статистический анализ геохимических данных о магмах, чтобы проверить их связь с сопутствующими месторождениями редкоземельных элементов. Когда исследователи стали наносить месторождения карбонатитов на карту толщины литосферы, они увидели закономерность.
«Мы уже можем сказать, что карбонатиты встречаются в определенных областях, ограниченных крутыми границами самой толстой и древней части литосферы Земли, – сказала Салли Гибсон. – Эти области обычно расположены в ядрах крупных континентов нашей планеты».
Теперь ученым предстоит выяснить, почему источниками экономически важных редкоземельных элементов являются лишь некоторые карбонатиты. «Создание некой модели, которая могла бы предсказать наиболее вероятные местоположения залежей редкоземельных элементов, является конечной целью исследований многих геологов», – отметила Салли Гибсон.
Источник: Кембриджский университет.