新的 3D 模型将有助于指导碱性火成岩系统中稀土元素矿床的勘探
新的 3D 模型将有助于指导碱性火成岩系统中稀土元素矿床的勘探
埃克塞特大学和英国地质调查局 (BGS) 的科学家与欧洲的一组机构一起开发了一种新的 3D 地质模型，旨在指导对可再生能源发展至关重要的稀土元素 (REE) 的勘探和运输。
该模型以碱性火成岩系统为目标，该系统拥有世界上许多 REE 矿床信息。
脱碳可再生能源和交通基础设施的发展将需要矿物的新平衡，包括更多的金属。回收不能满足日益增长的需求。
关键矿物是那些具有高供应风险的矿物，例如仅在少数几个国家生产的专业材料。这包括稀土元素，或 REE，它是 17 种化学相似的金属元素的名称，这些元素存在于各种矿物中并被集体开采。
REE 是广泛应用的重要原材料，包括永磁体、金属合金、陶瓷和玻璃、可充电电池和光纤等。
因此，它们对于支持世界向可再生能源过渡的技术至关重要，从风力涡轮机到电动汽车、通信网络等等。
尽管如此，REE 的勘探模型相对于铁、铜和金等主要和贵金属的开发模型相对较差，而大多数矿产勘探行业仍将重点放在这些金属和贵金属上。
为了解决这个问题，由 BGS 经济地质学家领导的多学科科学家团队首次开发了一个 3D 地质模型，该模型将有助于指导使用地球物理和地球化学方法对 REE 进行勘探。
具有共同地质历史的碱性火成岩群(碱性火成岩系统)出现在世界各地的许多地方，并且是 REE 矿床的常见宿主。
新模型基于对全球碱性火成岩系统的地图、地球物理和地球化学数据以及岩石学观测的汇编，发表在《经济地质学》上。
它是由埃克塞特大学领导的欧盟 Horizon 2020 项目 HiTech AlkCarb 的一部分开发的，有 40 名参与者分布在整个欧洲的地质调查、公司和大学中。
剑桥大学研究助理、该研究的主要作者查尔斯·比尔德博士说：“能源和运输的脱碳推动了对许多金属的需求增加，包括稀土元素等关键原材料。
“由于历史上对稀土元素的需求一直很低，它们的供应链由少数几个早期投资的国家主导。我们对稀土元素矿床地质的理解主要是基于对个别事件的详细研究，其中有许多复杂的当地命名法——相对于铜或金等更成熟的商品而言，勘探的障碍。
“这项工作的目的是生成一个多尺度 REE 勘探指南，其中包含碱性硅酸盐系统，使地质学家能够更有效地定位潜在区域和 REE 矿床。
“这是通过综合来自地图、地球物理模型和地球化学指标的不同观测结果来完成的，为勘探者生成适用于从大陆到矿床规模的工作流程。该出版物包括碱性硅酸盐系统的示意性 3D 模型，显示了各种类型的关键矿床的位置。”
埃克塞特大学坎伯恩矿业学院、HiTech AlkCarb 项目协调员和该工作的合著者Frances Wall 教授补充说：“我很高兴看到这篇论文发表，我相信它会成为‘为探索碱性岩石中稀土元素的经济地质学家以及未来的研究人员提供参考。
“我们制作了 3D 模型，以便刚接触碱性岩石的地质学家可以快速了解关键点，以指导寻找 REE。论文的主体包含对科学的全面、深入的回顾和讨论。”
BGS 首席地质学家兼该著作的合著者 Kathryn Goodenough 博士说：“全球对关键矿物的需求在 21 世纪经历了前所未有的增长。世界上这些元素的大部分资源，尤其是稀土元素，都存在于碱性火成岩系统中。
“虽然稀土矿床遍布世界各地，但矿山主要限于中国，欧盟仍主要依赖中国进口。我们工作的目的是建立一个模型，可以指导碱性火成岩的勘探，更重要的是，加深我们对这些矿床 3D 结构的理解。
“这是第一次以这种方式可视化模型。我们还推荐了用于勘探目标的地球物理和地球化学方法，以及与碱性火成岩系统所含矿产资源开发相关的矿物加工和环境因素。”
该项目是来自欧洲大学、公司和地质调查局的 40 名科学家之间的合作。
该研究已获得欧盟地平线 2020 研究和创新计划的资助，资助号为 689909。
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