Геологи решили загадку, которая поможет предсказать месторождения ценных редкоземельных элементов

Новое исследование помогло геологам решить давнюю загадку, которая может помочь определить новые, неразработанные концентрации некоторых из самых ценных редкоземельных месторождений. Команда под руководством профессора Фрэнсис Уолл из Кемборнской горной школы обнаружила новую гипотезу для прогнозирования мест, где могут быть найдены редкоземельные элементы неодим и диспрозий. Эти элементы являются одними из самых востребованных, поскольку они необходимы для производства цифровых устройств и технологий чистой энергии, включая магниты в больших ветряных турбинах и двигателях электромобилей.

В ходе экспериментов ученые показали, что ключевыми ингредиентами для перевода этих редкоземельных элементов в растворимую форму являются натрий и калий, а не хлор или фтор, как считалось ранее. Это имеет решающее значение, поскольку определяет, кристаллизуются ли они (становясь пригодными для добычи) или остаются растворенными в флюидах. Таким образом, эксперименты могут позволить геологам делать более точные прогнозы о местах с наилучшими концентрациями неодима и диспрозия.

Исследователи смоделировали кристаллизацию расплавленной карбонатитовой магмы, чтобы выяснить, какие элементы концентрируются в остаточных горячих растворах. Оказалось, что натрий и калий делают редкоземельные элементы растворимыми. Без них редкоземельные минералы осаждаются в самом карбонатите. В присутствии натрия образуются промежуточные минералы, такие как бербанкит, которые затем замещаются. Калий же делает диспрозий более растворимым, чем неодим, и способствует его выносу в окружающие породы. Профессор Фрэнсис Уолл отметила: «Это элегантное решение, которое помогает нам лучше понять, где могут быть сконцентрированы "тяжелые" редкоземельные элементы, такие как диспрозий, и "легкие", такие как неодим».

Результаты опубликованы в журнале Science Advances 9 октября 2020 года.