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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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