我們的許多現代技術都依賴於稀土元素(REE)的使用,而發現更多稀土元素的關鍵是要了解將其集中在地殼中的過程。在瑞典中部的古老Bergslagen礦石省中,有一個Bastnäs型稀土元素礦床區,在一項新研究中,烏普薩拉大學和瑞典地質調查局(SGU)的科學家們展示了這些礦床最初是如何形成的。
REE在各種現代高科技應用中的需求不斷增長,包括對實現「無化石」運輸和能源生產至關重要的應用,這引發了全球範圍內的努力,以發現這些關鍵金屬的新來源,因此也需要更好地了解他們是如何形成的。瑞典中南部的伯格斯拉根礦石省的Bastnäs型REE礦床是有史以來第一個被開採為REE的硬岩礦石,在最初發現幾種稀土元素(包括鈰和鑭)和REE中起著關鍵作用礦物(例如礦物bastnäsite;見圖)。這些古元古代,矽卡岩型磁鐵礦-REE礦床代表了高品位REE礦床的大規模(> 100 km)特徵,即瑞典中南部的Bergslagen的「 REE線」,對其成因的進一步了解有助於指導在這裡和其他地方進行此類稀土礦的勘探,以確保這些重要商品的未來供應。
為了弄清Bastnäs型REE礦床的形成,需要對成礦過程和流體性質的嚴格限制。為了解決這個問題,來自烏普薩拉大學,瑞典地質調查局(SGU)和開普敦大學的研究團隊從十個瑞典中部經典的Bastnäs型礦床中收集了礦物氧和碳同位素數據,以評估其來源。結果現已發表在《科學報告》中。
新的同位素數據使該團隊能夠執行數值模型,並與現有的地質觀測結果相結合,隱含著海底淺海弧後環境的起源,高溫岩漿流體與既有的石灰岩層起了反應。流體與石灰石相互作用期間經歷的化學環境的劇烈變化導致了局部矽卡岩的形成和磁鐵礦-REE礦物的沉澱。這些結果推動了關於Bastnäs型稀土礦床成因的長期爭論,並為可能產生高級稀土礦化的地質過程提供了新見解。