Геологи экспериментально показали, как образовались самые богатые месторождения редкоземельных элементов
Современная промышленность немыслима без редкоземельных металлов, их значение растет по мере перехода к зеленой энергетике. Неудивительно, что геологи активно ищут новые залежи. В последние годы им улыбнулась удача: открыто несколько крупных месторождений в железных рудах типа Кируны. Как именно происходит редкоземельное обогащение — неясно. Впрочем, и сам механизм образования таких руд служит предметом жарких дебатов уже второе столетие. Новое экспериментальное исследование отчасти пролило свет на эти вопросы.
Кируна — небольшой полярный город в Швеции, в окрестностях которого расположено крупнейшее в Европе железорудное месторождение. Это достаточно редкий тип руд, называемый «железооксидно-апатитовым» (Iron oxide-apatite, IOA), хотя апатита там обычно немного, а основная масса приходится на минералы железа — магнетит, гематит.
Руды IOA различного возраста расположены по всему миру. В последние годы специалисты стали открывать приуроченные к ним редкоземельные оруденения. Например, в самой Кируне обнаружили залежи монацита — минерала, содержащего лантаноиды, скандий, иттрий. В 2023 году объявили об открытии богатого месторождения. Содержащую монацит фосфат-железную тефру нашли в месторождении Эль-Лако в Чили. Горные отвалы в Адирондаке в штате Нью-Йорк и брекчии трубок взрыва в Пи-Ридже оказались обогащены редкими землями.
Все указывает на то, что руды типа Кируны, приуроченные к остывшим вулканам, перспективны на поиск редкоземельных элементов. Это следует из статьи, опубликованной в журнале Geochemical Perspectives Letters за авторством ученых из Института геологии и геофизики Китайской академии наук, Колледжа геологии и планетологии при Университете КАН и Австралийского национального университета.
«Мы никогда не встречали современный вулканизм с богатой железом магмой, но некоторые вулканы, потухшие миллионы лет назад, обладали этим загадочным типом извержений», — пояснил соавтор статьи, австралийский петролог Майкл Аненбург.
Есть веские основания в пользу магматического происхождения руд типа Кируны. Из прошлых работ известно, что залежи образуются из двух типов несмешиваемых расплавов: фосфат-железного (FeP) и силикатного (Si). Однако точный механизм до сих пор не смогли объяснить, а тут еще требуется понять, как происходит обогащение редкоземельными элементами.
Из предыдущих экспериментов следовало, что разделение магмы на фосфат-железный и силикатный расплавы и их несмешение благоприятствуют обогащению первых редкими землями. Но требовались более убедительные доказательства.
Для изучения свойств расплавов в геологии используют установки типа цилиндр-поршень, позволяющие создать давление до шести гигапаскалей и температуры до 1700 градусов Цельсия. Авторы новой научной работы усовершенствовали процесс.
В капсулу из благородного металла они загружали разные композитные смеси, соответствующие составу железооксидно-апатитовых руд, затем нагревали, нагнетали, имитируя условия для разделения магматических расплавов и кристаллизации. Всего провели 17 экспериментов длительностью от двух до пяти дней. Химический состав элементов определили in situ с помощью рентгеноспектрального микроанализа и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией.
Исследование показало, что редкоземельные элементы — главным образом тяжелые — тяготеют к железо-фосфатному расплаву. В некоторых экспериментах их концентрация в 100 раз превышала ранее полученные значения. Хотя, как указано в публикации, любые виды фосфат-железных руд, прошедших фазу несмешения двух расплавов, имеет смысл проверить на наличие редкоземельных элементов.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии