Alguns óxidos de terras raras — no sentido dos ponteiros do relógio, a partir do centro: praseodímio, cério, lantânio, neodímio, samário e gadolínio.
Experiências recentes mostram que grandes concentrações de elementos de terras raras – fundamentais na indústria tecnológica global – podem estar escondidas em depósitos ricos em ferro de vulcões extintos em todo o mundo.
Os vulcões ricos em ferro podem ser locais privilegiados para encontrar concentrações elevadas de elementos de terras raras.
Experiências laboratoriais recentes demonstraram que, quando os magmas ricos em ferro sofrem pressões e temperaturas vulcânicas, o depósito de óxido de ferro-apatite (IOA) resultante separa-se em dois fundidos não misturáveis, um dos quais é altamente enriquecido em elementos de terras raras (REEs).
“O conteúdo em elementos de terras raras pode ser cerca de 200 vezes superior ao das fundições ricas em silicatos”, disse Shengchao Yan, um estudante de doutoramento do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências e investigador principal das novas experiências.
O estudo, publicado recentemente na Geochemical Perspectives Letters e detalhado pela Eos.org, apoia a ideia de que os depósitos de óxido de ferro e apatite (um mineral de fosfato de ferro extraído globalmente pelo seu ferro) podem ser alvos perfeitos para a exploração de REE.
Elementos tão difíceis de extrair
Os elementos de terras raras, da série dos lantanídeos, bem como o ítrio e o escândio, são fundamentais para a transição para a energia verde, pois são necessários para a produção de ímanes para veículos elétricos e turbinas eólicas, painéis solares e baterias de armazenamento.
Com a crescente necessidade de enfrentar a crise climática, as economias de todo o mundo enfrentam uma procura crescente de REE.
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Terras Raras na Tabela Periódica
Apesar do nome, os REE não são raros, mas são difíceis de extrair.
Estes metais existem em todo o mundo, mas são encontrados em pequenas concentrações ou estão encerrados noutros minerais. Isto torna a extração económica e ambientalmente insustentável para a maioria dos países.
Esperança está nos vulcões extintos
Atualmente, 63% da extração mundial de REE ocorre na China.
No entanto, foram encontradas inesperadamente rochas enriquecidas em REE em minas de ferro em Kiruna, na Suécia, em El Laco, no Chile, e noutros locais.
Estas minas estão localizadas em vulcões extintos ricos em ferro que possuem grandes depósitos de IOA.
“Em muitos casos, quando encontramos elementos de terras raras ou metais em geral, encontramo-los por acidente”, explicou à Eos.org Michael Anenburg, um petrologista experimental da Universidade Nacional Australiana em Camberra e coautor do novo estudo.
“Estas minas estão a extrair óxido de ferro. Estão a extrair magnetite. Nunca procuraram saber se tinham elementos de terras raras”, explicou.
A descoberta de REEs concentrados dentro dos depósitos de IOA levou especialistas em mineração e geólogos a perguntar: “Será que isso é apenas um acidente, ou há algo sobre esses magmas que os torna assim?” disse Anenburg.
Para explorar as possíveis condições em que os REE foram separados e concentrados nos depósitos de IOA, os investigadores submeteram misturas magmáticas a pressões e temperaturas vulcânicas em laboratório.
Nas experiências, observaram que, nessas condições, os magmas se separaram em dois componentes não misturáveis (ou imiscíveis): uma fusão de fosfato de ferro (FeP) e uma fusão de silicato.
Potencial inexplorado (e misterioso)
Embora estas experiências não sejam as primeiras a mostrar que os IOAs são ricos em elementos de terras raras, podem ajudar os geólogos a compreender um mecanismo pelo qual estes fundidos se tornam enriquecidos.
“No geral, penso que é uma contribuição fantasticamente útil e lança uma luz importante sobre o processo debatido da génese do IOA e, em particular, sobre o processo e a extensão do enriquecimento de REE nesta classe enigmática de depósitos”, disse, à Eos.org, Tobias Keller, um geoquímico computacional da Universidade de Glasgow, na Escócia, que não esteve envolvido na investigação.
Estas experiências reforçam a hipótese de uma origem vulcânica para os depósitos de IOA, explicou Keller, e fornecem “uma confirmação importante de que a partição de REE entre estes pares de líquidos imiscíveis favorece fortemente a fusão rica em FeP”.
No entanto, a forma como estas fusões distintas formam corpos separados de magnetite rica em ferro e apatite rica em REE ainda é um mistério, considerou Keller.
Os vulcões ricos em ferro nos quais se encontram os depósitos de IOA estão agora extintos. Ao modelar os vulcões ricos em ferro ao longo da sua evolução, espera explorar a forma como o enriquecimento em REE pode ter mudado ao longo da história da Terra.
“Podemos tentar encontrar as condições ótimas de formação dos depósitos, para que as pessoas possam reduzir ou restringir o local de exploração destes depósitos”, disse Shengchao Yan.
Um país pode não necessitar de um grande fornecimento atualmente, mas a procura global continuará a crescer. Saber se uma mina de ferro ativa pode ser também uma fonte inexplorada de REE pode render dividendos no futuro.
ZAP // Eos.org
