我们需要更多稀土元素——死火山可能是找到它们的地方

这些新近升值的元素正在成为地缘政治紧张局势的焦点，但也许稀土元素储量毕竟并不难找到。

去年，瑞典基律纳火山铁矿发现了大量稀土元素，这激起了这项新研究作者的好奇心。 

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由富铁岩浆形成的矿物含有大量所谓的稀土元素。识别死火山周围岩浆形成的沉积物可能是确保这些元素广泛可用并避免潜在的全球冲突和短缺的途径。

元素周期表中从镧到镥的元素，加上钪、钇统称为“稀土”。这个名字有点误导——这些元素在地壳中的含量比银或汞丰富得多，并且与铜相似，但它们不会经历相同的浓缩过程。  因此，很难找到商业上可行的稀土矿藏。 

直到几种稀土元素成为智能手机和平板电视等消费品所用技术生产的关键之后，这才变得重要。由于使用一些稀土来生产电动汽车和风力涡轮机的永磁体，这些稀土的需求已经不断上升，而这些永磁体需要较少的维护，这一特性对于海上风电来说尤其珍贵。 

中国先于西方认识到了对稀土的需求，现在在采矿和加工方面占据主导地位，并正在利用限制来维持其制造优势。西方政界人士和矿业公司迟来地向地质学家寻求帮助，澳大利亚国立大学的 Michael Anenburg 博士及其同事响应了这一号召。

安嫩堡意识到，与最近产出的火山矿床相比，一些古老的火山矿床富含铁。安嫩堡在一份声明中表示：“我们从未见过活火山喷发富含铁的岩浆，但我们知道一些已有数百万年历史的死火山曾发生过这种神秘的喷发。” 

Anenburg 和同事怀疑氧化铁磷灰石 (IOA) 沉积物来自古老的火山，但其起源仍存在争议。该团队在 800°C 至 1150°C (1,470°-2,100° F) 的温度和地球深处的压力下熔化了富含磷酸铁和硅酸盐的岩石。他们能够复制 IOA 沉积物的许多特征，包括其独特的气泡。在此过程中，他们发现他们生产的类似 IOA 的岩石相对于较重的稀土元素富含较轻的稀土元素，这一特征已经在一些矿床中观察到。

阿南伯格说：“我们的研究结果表明，可以研究全球各地这些富含铁的死火山，例如智利的埃尔拉科火山，以确定稀土元素的存在。”

去年，瑞典北部的一处 IOA 矿床被发现含有欧洲最大的地球元素资源。 

稀土元素价格昂贵，部分原因是矿藏的浓度往往比其他需求元素低，但也因为提取它们要困难得多。各种稀土元素的化学性质非常相似，目前分离它们是一个昂贵且混乱的过程。新方法正在研究中，但尚未得到大规模验证。

找到相对于其他稀土元素而言以某些稀土元素为主的矿床，可以省去分离过程中的一个步骤。

中国对稀土开采的主导地位引发了人们的担忧，担心其他国家将在政治冲突中被拒绝进入，就像 20 世纪 70 年代对石油出口的限制导致全球经济脱轨一样。有些人甚至提出这种限制可能会增加世界大战的风险。然而，这篇论文的前两位作者都隶属于中国科学院（其中一位也在澳大利亚国立大学工作），并且显然很乐意帮助其他国家寻找自己的可开采矿藏。

该研究在地球化学视角快报中开放获取。