Tema

Så bildades sällsynta jordartsmetaller i Bergslagen

Sällsynta jordartsmetaller av så kallad ”Bastnästyp”, finns i ett stråk av anrikningar som går genom Bergslagen. De bildades för nästan 2 miljarder år sedan under havsbotten nära aktiva vulkaner.

Dagens moderna teknik kräver sällsynta jordartsmetaller. För att hitta mer metaller behöver vi förstå hur de koncentreras i jordskorpan.I en studie från Uppsala universitet och Sveriges geologiska undersökning (SGU) visar forskare hur denna typ av malmer en gång bildades. Det ger grundläggande och ny förståelse för hur malmer rika på sällsynta jordartsmetaller kan bildas.

Genom att jämföra sina nya data med tidigare genomförda geologiska observationer kunde forskarna visa att malmerna bildats under havsbotten i anslutning till aktiva vulkaner, där metallhaltiga och heta vattenlösningar av magmatiskt ursprung reagerade med lokala kalkstenshorisonter i en tjock packe av vulkaniska avlagringar. Reaktionerna mellan lösningarna och kalkstenen ledde till utfällning av både metaller i form av järnoxid (magnetit) och REE-mineral, liksom de olika silikater som utgör det så kallade skarnet (ansamlingar av kalciumsilikatmineral).

Bastnästypens gruvor har haft en nyckelroll i upptäcktshistorien av sällsynta jordartsmetaller. Det var till exempel här man först träffade på cerium, lantan och flera REE-rika mineral som bastnäsit. Gruvorna finns längs ett över 100 km långt stråk i Bergslagen, den så kallade REE-linjen. De var också de första malmerna i världen som bröts i fast berg specifikt för att utvinna just dessa kritiska metaller. Bastnästypförekomsterna är paleoproteroziska, alltså ungefär 1,90-1,89 miljarder år gamla järn-REE-skarnmineraliseringar.

Det kraftigt ökande behovet av sällsynta jordartsmetaller (”REE”, efter engelskans Rare Earth Elements) i modern teknik, inte minst för olika tillämpningar inom grön och klimatvänlig energiproduktion och elektromobilitet, har lett till globala ansträngningar för att hitta mer av dem. Idag står Kina för mer än 90 procent av världsproduktionen och risken för tillgångsbrist driver sökandet efter REE i övriga världen. De räknas därför till de allra mest kritiska metallerna för EU. En viktig nyckel till att finna nya mineraliseringar av dem är att förstå hur de en gång bildades.

För att bättre kunna förstå och karakterisera de processer och fluider som sannolikt skapat mineraliseringarna av Bastnästyp, genomfördes en studie av fördelningen av stabila isotoper i deras mineral. Forskare från Uppsala universitet, Sveriges geologiska undersökning (SGU) och University of Cape Town, Sydafrika, tog fram syre- och kolisotopdata från tio platser i Bergslagen, ett dataset som gjorde det möjligt att beräkna sammansättning och ursprung hos de fluider – som visade sig vara magmatiska vattenlösningar – som ursprungligen bildade de REE-rika malmerna. Resultaten har publicerats i Nature Research-tidskriften Scientific Reports.

Studien har stötts av Vetenskapsrådet, Sveriges geologiska undersökning (SGU) och Uppsala universitet.

Vetenskaplig studie:

Interaction between high-temperature magmatic fluids and limestone explains ‘Bastnäs-type’ REE deposits in central Sweden. Sahlström, F., Jonsson, E., Högdahl, K., Troll, V. R., Harris, C., Jolis, E. M. & Weis, F. (2019). Scientific Reports

Kontakt:

Erik Jonsson, Sveriges geologiska undersökning (SGU), erik.jonsson@sgu.se
Fredrik Sahlström, Uppsala universitet, fredrik.sahlstrom@geo.uu.se
Karin Högdahl, Uppsala universitet, karin.hogdahl@geo.uu.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Så bildades sällsynta jordartsmetaller i Bergslagen

 lästid ~ 2 min