Tim sa Univerziteta u Cambridgeu sastavio je globalni atlas ugljenikom bogatih magmatskih stena i povezao ga sa seizmičkim mapama litosfere. Analiza oko 9.000 uzoraka pokazuje da se ove stene i povezani rudni resursi najčešće formiraju uz rubove debelih, drevnih kratona, gde nastaju mali, metalima bogati džepovi magme. Nalazi mogu pomoći u ciljanoj, efikasnijoj i manje destruktivnoj potrazi za retkim zemnim elementima.
Novi atlas otkriva gde duboko u Zemlji nastaju retki zemni elementi — putokaz za ciljanu potragu
A new study reveals how Earth’s deep structure controls the formation of rare earth elements, offering clues for future discovery. (CREDIT: Cambridge Earth Sciences)
Novo globalno istraživanje pruža jasniji uvid u to kako nastaju neki od najvrednijih mineralnih ležišta na svetu, prateći njihov izvor duboko ispod Zemljine površine. Naučnici su sastavili atlas ugljenikom bogatih magmatskih stena i otkrili da se one često grupišu uz rubove najdebljih i najstarijih delova kontinenata.
Carbonatite – one of the most common rare earth element-bearing igneous rocks. (CREDIT: Sally Gibson)
Kako su sproveli istraživanje
Tim sa Univerziteta u Cambridgeu analizirao je hemijske podatke iz oko 9.000 uzoraka prikupljenih širom sveta i povezao te lokacije sa seizmičkim mapama koje prikazuju debljinu litosfere — čvrstog spoljnog omota planete. Kombinovanjem gehemije i seizmologije autori su identifikovali prostorne obrasce koji ranije nisu bili uočljivi.
Global shear-wave velocity anomalies (dVs) at 110-km depth showing emplacement locations of young (
Šta su otkrili
Rezultati pokazuju da se ugljenikom bogate magme i pripadajuće stene koje često sadrže retke zemne elemente najčešće pojavljuju uz granice debelih i drevnih kontinentalnih jezgara (kratona). Deblja litosfera (preko ~200 km) održava donji mantl hladnijim i pod višim pritiskom, pa se topi vrlo mali deo stena i nastaju izolovani, mali džepovi magme. Ti džepovi, zarobljeni na većim dubinama, tokom miliona godina hemijski evoluiraju i koncentrišu metale.
Lithospheric thickness estimates and seismic velocity anomalies for carbonated silicate magmas, carbonatites and carbonatite-hosted REE deposits. (CREDIT: Nature Geoscience)
„Naše istraživanje počinje da daje prediktivnu moć za to gde možemo očekivati ove stene i njihove povezane rudne resurse,“ kaže dr Emilie Bowman, glavna autorka studije.
Proces i geološki značaj
U tanjim delovima litosfere topljenje se dešava lakše i stvara veće količine magme koje su relativno siromašnije u retkim elementima. U kontrastu, ograničeno topljenje pod debelom litosferom stvara male, CO2-bogate magme koje su predisponirane da tokom ponovljenih faza delimičnog topljenja i ponovnog prokuvavanja postupno obogate retke elemente.
Geochemistry of CO2-rich silicate magmas. (CREDIT: Nature Geoscience)
Praktične implikacije
Atlas može da posluži kao vodič za ciljanu i efikasniju potragu za kritičnim mineralima: umesto širokih i često invazivnih istražnih kampanja, kompanije i države mogu se fokusirati na regione sa povoljnim geološkim uslovima. To može smanjiti troškove, ubrzati razvoj lokalnih izvora i ograničiti negativan uticaj rudarstva na životnu sredinu.
Location of CO2-rich magmas in North America with respect to seismic shear-wave velocity anomalies and lithospheric thickness. (CREDIT: Nature Geoscience)
Veza sa ugljenikom i budući rad
Ugljenikom bogate magme takođe igraju ulogu u dugoročnim tokovima ugljenika iz dubokog Zemljinog omota ka površini, pa ovo istraživanje ima i implikacije za razumevanje geološkog ugljeničnog ciklusa. Autori su se u ovoj studiji fokusirali na stene starije do ~200 miliona godina, ali planiraju proširenje analize na starija ležišta, što će biti zahtevnije zbog tektonskih preoblikovanja.
Covariation between shear-wave velocity anomalies (dVs) at 110 km and lithospheric thickness estimates for our spatially averaged magma type dataset. (CREDIT: Nature Geoscience)
Zaključak
Novi atlas predstavlja značajan korak ka povezanijem razumevanju površinskih rudnih resursa i procesa u unutrašnjosti Zemlje. Kombinacija seizmičkih snimaka i detaljne gehemije otvara put za preciznije procene gde se retki zemni elementi mogu nalaziti — što je važno za tehnološki razvoj, energetsku tranziciju i sigurnost snabdevanja.
Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Geoscience.
Pomozite nam da budemo bolji.
