Где искать новые металлы, критически важные для зеленой энергетики? Вулканы могут указать путь

Примерно в 400 км к северо-западу от Сиднея, к югу от Даббо, находится крупное и интересное геологическое тело, сформированное около 215 миллионов лет назад извергающимися вулканами. Известное как месторождение Тунги, оно богато так называемыми редкоземельными элементами — группой из 16 металлов, необходимых для современных технологий, от электромобилей до солнечных панелей и мобильных телефонов. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Communications Earth and Environment, крошечные кристаллы, образовавшиеся внутри вулканов, содержат ключи к пониманию формирования месторождений редкоземельных элементов.

Редкоземельные элементы попадают в магму при частичном плавлении мантии Земли. По мере подъема и охлаждения этой магмы концентрация этих металлов в остаточном расплаве увеличивается. В центральной части Нового Южного Уэльса, Австралия, такие обогащенные магмы изверглись на поверхность, образовав вулканический комплекс Бенолонг, в который входит и интрузия Тунги. Это застывшая магма с очень высоким содержанием критически важных металлов.

Ученые исследовали минерал клино-пироксен в породах комплекса Бенолонг. Кристаллы из неметаллоносных пород содержали много редкоземельных элементов, то есть металлы были "заперты" в них. В отличие от этого, клино-пироксены из месторождения Тунги показали низкий уровень редкоземельных элементов, которые здесь содержатся в другом минерале — эвдиалите, пригодном для добычи. Кроме того, кристаллы из Тунги имеют внутреннюю структуру, напоминающую песочные часы, что указывает на быстрое кристаллизацию из-за выделения газа. В породах без высокого содержания редких земель таких признаков не обнаружено.

Это исследование позволяет, анализируя состав и зональность клино-пироксена в потухших вулканах, определять, какие из них могут содержать перспективные скопления редкоземельных элементов. Работа добавляет важный элемент в понимание того, как накапливаются критически важные металлы, необходимые для зеленой энергетики.