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 Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Считается, что современная музыка стала простой и даже примитивной. Ученые из Италии математически проверили эту гипотезу и подтвердили, что даже самые сложные жанры со временем стали дрейфовать к простоте и повторам одних и тех же составляющих.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Ученые, похоже, приблизились к разгадке происхождения пшеницы мягкой — той самой, из которой делают большую часть хлеба и другие мучные изделия. Согласно авторам нового исследования, она, предположительно, появилась 8000 лет назад на территории современной Грузии и Армении.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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