瑞典中部富含稀土元素(REE)的沉积物是如何形成的

2019-10-24   产业前沿

我们的许多现代技术都依赖于稀土元素(REE)的使用,而发现更多稀土元素的关键是要了解将其集中在地壳中的过程。在瑞典中部的古老Bergslagen矿石省中,有一个Bastnäs型稀土元素矿床区,在一项新研究中,乌普萨拉大学和瑞典地质调查局(SGU)的科学家们展示了这些矿床最初是如何形成的。

REE在各种现代高科技应用中的需求不断增长,包括对实现“无化石”运输和能源生产至关重要的应用,这引发了全球范围内的努力,以发现这些关键金属的新来源,因此也需要更好地了解他们是如何形成的。瑞典中南部的伯格斯拉根矿石省的Bastnäs型REE矿床是有史以来第一个被开采为REE的硬岩矿石,在最初发现几种稀土元素(包括铈和镧)和REE中起着关键作用矿物(例如矿物bastnäsite;见图)。这些古元古代,硅卡岩型磁铁矿-REE矿床代表了高品位REE矿床的大规模(> 100 km)特征,即瑞典中南部的Bergslagen的“ REE线”,对其成因的进一步了解有助于指导在这里和其他地方进行此类稀土矿的勘探,以确保这些重要商品的未来供应。

为了弄清Bastnäs型REE矿床的形成,需要对成矿过程和流体性质的严格限制。为了解决这个问题,来自乌普萨拉大学,瑞典地质调查局(SGU)和开普敦大学的研究团队从十个瑞典中部经典的Bastnäs型矿床中收集了矿物氧和碳同位素数据,以评估其来源。结果现已发表在《科学报告》中。

新的同位素数据使该团队能够执行数值模型,并与现有的地质观测结果相结合,隐含着海底浅海弧后环境的起源,高温岩浆流体与既有的石灰岩层起了反应。流体与石灰石相互作用期间经历的化学环境的剧烈变化导致了局部硅卡岩的形成和磁铁矿-REE矿物的沉淀。这些结果推动了关于Bastnäs型稀土矿床成因的长期争论,并为可能产生高级稀土矿化的地质过程提供了新见解。