Neue Entdeckungen geben Aufschluss über die Entdeckung wertvoller „grüner“ Metalle

Forschungen der Macquarie University werfen ein neues Licht darauf, wie Konzentrationen von Metallen, die in erneuerbaren Energietechnologien verwendet werden, durch kohlenstoffreiche Schmelzen bei niedriger Temperatur aus der Tiefe des Erdmantels transportiert werden können.

Die Ergebnisse wurden diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftler machen Fortschritte kann zu den weltweiten Bemühungen beitragen, diese wertvollen Rohstoffe zu finden.

Ein internationales Team unter der Leitung von Dr. Isra Ezad, einem Postdoktoranden an der School of Natural Sciences der Macquarie University, führte Hochdruck- und Hochtemperaturexperimente durch, bei denen unter ähnlichen Bedingungen wie etwa 90 Kilometer tief im Erdmantel kleine Mengen geschmolzenen Karbonats erzeugt wurden. unter der Erdkruste.

Ihre Experimente zeigten, dass Karbonatschmelzen eine Reihe kritischer Metalle und Verbindungen aus den umgebenden Gesteinen auflösen und in den Erdmantel transportieren können – neue Informationen, die bei der künftigen Suche nach Metallen hilfreich sein werden.

„Wir wussten, dass Karbonateisen Elemente der Seltenen Erden enthalten, aber diese Forschung geht noch weiter“, sagt Dr. Ezad.

„Wir zeigen, dass dieses kohlenstoffhaltige geschmolzene Gestein Schwefel in seiner oxidierten Form absorbiert und gleichzeitig Edel- und Basismetalle – die ‚grünen‘ Metalle der Zukunft – aus dem Erdmantel auflöst.“

Die meisten Gesteine, die tief in der Erdkruste und unter dem Erdmantel vorkommen, haben eine Silikatzusammensetzung, wie die Lava, die aus Vulkanen austritt.

Allerdings enthält ein winziger Anteil (ein Bruchteil eines Prozents) dieser tiefen Gesteine ​​geringe Mengen an Kohlenstoff und Wasser, die dazu führen, dass sie bei niedrigeren Temperaturen schmelzen als andere Teile des Erdmantels.

Diese Karbonateisen lösen und transportieren effizient unedle Metalle (einschließlich Nickel, Kupfer und Kobalt), Edelmetalle (einschließlich Gold und Silber) und oxidierten Schwefel und destillieren diese Metalle in potenzielle Lagerstätten.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass mit Schwefel angereicherte Carbonatschmelzen möglicherweise weiter verbreitet sind als bisher angenommen und eine wichtige Rolle bei der Konzentration von Metallvorkommen spielen“, sagt Dr. Ezad.

Die Forscher verwendeten zwei natürliche Zusammensetzungen des Mantels: einen Glimmerpyroxenit aus Westuganda und einen fruchtbaren Spinell-Lherzolith aus Kamerun.

Dickere Regionen der kontinentalen Kruste bilden sich tendenziell in den ältesten Innenregionen der Kontinente, wo sie wie ein Schwamm wirken und Kohlenstoff und Wasser aufsaugen können, sagt Dr. Ezad.

„Die Kohlenstoff-Schwefel-Fusion scheint diese Metalle in bestimmten Regionen des Erdmantels aufzulösen und zu konzentrieren und sie in flachere Krustentiefen zu bewegen, wo dynamische chemische Prozesse zur Bildung von Erzvorkommen führen können“, sagt Dr. Ezad.

Laut Dr. Ezad weist diese Studie darauf hin, dass die Verfolgung des Karbonatschmelzens uns zu einem besseren Verständnis der großräumigen Metallumverteilungs- und Erzbildungsprozesse im Laufe der Erdgeschichte verhelfen könnte.

„Während sich die Welt weg von fossilen Brennstoffen und hin zu Batterie-, Wind- und Solartechnologien bewegt, steigt die Nachfrage nach diesen lebenswichtigen Metallen sprunghaft an und es wird immer schwieriger, zuverlässige Quellen zu finden“, erklärt Dr. Ezad.

„Diese neuen Daten eröffnen uns einen bisher nicht berücksichtigten Mineralexplorationsraum für Basis- und Edelmetalle: Lagerstätten aus Karbonatschmelzen“, sagt sie.