Пошуки скарбів Землі: знайдено те, що допоможе відшукати родовища рідкісноземельних елементів

Приблизно за 400 кілометрів на північний захід від Сіднея, на південь від Даббо, розташований великий і цікавий масив гірських порід, що утворився близько 215 мільйонів років тому внаслідок виверження вулканів. Це родовище відоме як Тунги й багате на рідкісноземельні елементи: набір із 16 металевих елементів, необхідних для сучасних технологій — від електромобілів до сонячних панелей і мобільних телефонів, пише Science Alert.

Наразі тривають роботи з розробки цього родовища, але попит на рідкісноземельні елементи, як вважають учені, неймовірно зросте вже в найближчі десятиліття. Щоб задовольнити цей попит, необхідно виявити більше родовищ, а для цього, на думку вчених, важливо зрозуміти, як і чому утворюються ці родовища.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Останні дослідження австралійських учених з Університетів Аделаїди та Квінсленду показують, що крихітні кристали, які утворилися всередині вулканів, дають підказки щодо формування родовищ рідкісноземельних елементів, а відтак науковці зможуть їх віднайти.

Формування родовищ рідкісноземельних елементів починається з часткового плавлення мантії Землі, яка залягає глибоко під корою. У мантії нашої планети переважають мінерали, багаті на залізо і магній, ці мінерали також містять невелику кількість інших елементів, зокрема й рідкісноземельних.

Коли мантія плавиться, утворюючи магму, рідкісноземельні елементи легко переміщуються в магму. Якщо обсяг плавлення невеликий, магма має вищу частку рідкісноземельних елементів, і навпаки. Наприклад, у серединно-океанічному хребті, де величезна кількість магми спрямовується на поверхню й утворює нову океанічну кору.

У міру того як магма мігрує до поверхні планети, вона остигає і в ній утворюються нові мінерали. Ці мінерали в основному складаються з кисню, кремнію, кальцію, алюмінію, магнію і заліза. Таким чином, магма, що залишилася, містить вищу концентрацію рідкісноземельних елементів, і з часом вона продовжуватиме підійматися через кору, поки не затвердіє або вивергнеться.

Якщо магма остигає і кристалізується в корі, вона може утворювати породи, що містять високі рівні критичних металів. Одним із місць, де це сталося, є магматичний комплекс Гардар у Південній Гренландії, який містить кілька родовищ рідкісноземельних елементів.

У центральній частині Нового Південного Уельсу в Австралії магми, збагачені рідкісноземельними елементами, вивергалися на поверхню. Вони отримали загальну геологічну назву вулканічна свита Бенолонг. У межах цього регіону розташоване і родовище Тунги, що являє собою частину стародавньої вулканічної водопровідної системи. По суті, це "вторгнення" застиглої магми, що містить дуже високі рівні критичних металів.

Вченим так багато відомо про те, що відбувається на глибині кілометрів під нашими ногами завдяки породам, які пробиваються на поверхню. На щастя, у багатьох породах вулканічної свити Бенолонг є кристали клинопіроксену, що дало змогу вченим вивчити історію немінералізованих порід і порівняти її з мінералізованою інтрузією Тунги.

Результати вказують на те, що породи Тунги мають дві важливі відмінності:

• клинопіроксени в немінералізованій вулканічній свиті містять багато рідкісноземельних елементів;
• клинопіроксени з Тунги мають внутрішню кристалічну структуру, яка нагадує форму пісочного годинника.

Вчені дійшли висновку, що тепер вони можуть відстежувати склад і зональність клинопіроксена в інших згаслих вулканах в Австралії та за її межами, щоб з'ясувати, які з них можуть накопичувати відповідні відкладення рідкісноземельних елементів.

Раніше Фокус писав про те, що геологи знайшли "філософський камінь" рідкісноземельних елементів.