Новые открытия проливают свет на поиск ценных «зеленых» металлов

Исследования, проведенные Университетом Маккуори, проливают новый свет на то, как концентрации металлов, используемых в технологиях возобновляемых источников энергии, могут переноситься из глубины внутренней мантии Земли посредством низкотемпературных, богатых углеродом расплавов.

Результаты опубликованы на этой неделе в журнале Достижения науки может помочь глобальным усилиям по поиску этого ценного сырья.

Международная группа под руководством доктора Исры Эзада, научного сотрудника Школы естественных наук Университета Маккуори, провела эксперименты при высоком давлении и высокой температуре, создав небольшое количество расплавленного карбонатного материала в условиях, аналогичных тем, которые существуют на глубине около 90 километров в мантии. ниже земной коры.

Их эксперименты показали, что карбонатные расплавы могут растворять и переносить ряд важных металлов и соединений из окружающих пород мантии — новая информация, которая послужит основой для будущих поисков металлов.

«Мы знали, что карбонатные расплавы содержат редкоземельные элементы, но это исследование идет дальше», — говорит доктор Эзад.

«Мы показываем, что эта расплавленная порода, содержащая углерод, поглощает серу в ее окисленной форме, а также растворяет драгоценные и цветные металлы – «зеленые» металлы будущего – извлеченные из мантии».

Большая часть горных пород, залегающих глубоко в земной коре и ниже в мантии, имеет силикатный состав, подобно лаве, выходящей из вулканов.

Однако небольшая часть (доли процента) этих глубинных пород содержит небольшое количество углерода и воды, что заставляет их плавиться при более низких температурах, чем другие части мантии.

Эти карбонатные расплавы эффективно растворяют и транспортируют цветные металлы (в том числе никель, медь и кобальт), драгоценные металлы (в том числе золото и серебро) и окисленную серу, перегоняя эти металлы в потенциальные месторождения.

«Наши результаты показывают, что карбонатные расплавы, обогащенные серой, могут быть более распространены, чем считалось ранее, и могут играть важную роль в концентрации месторождений металлов», — говорит доктор Эзад.

Исследователи использовали два природных состава мантии: слюдяной пироксенит из западной Уганды и плодородный шпинель-лерцолит из Камеруна.

По словам доктора Эзада, более толстые регионы континентальной коры, как правило, образуются в более старых внутренних регионах континентов, где они могут действовать как губка, поглощая углерод и воду.

«Похоже, что углеродно-серные расплавы растворяют и концентрируют эти металлы в отдельных областях мантии, перемещая их в более мелкие глубины земной коры, где динамические химические процессы могут привести к образованию рудных месторождений», — говорит доктор Эзад.

Доктор Эзад говорит, что это исследование показывает, что отслеживание расплавов карбонатов может дать нам лучшее понимание крупномасштабного перераспределения металлов и процессов рудообразования на протяжении истории Земли.

«Поскольку мир переходит от ископаемого топлива к аккумуляторным, ветровым и солнечным технологиям, спрос на эти важные металлы стремительно растет, и становится все труднее найти надежные источники», — говорит доктор Эзад.

«Эти новые данные предоставляют нам пространство для разведки полезных ископаемых, которые ранее не рассматривались в отношении цветных и драгоценных металлов — месторождений карбонатных расплавов», — говорит она.