欧盟地平线2020项目成果： 用于碱性火成岩西图矿床勘探的三维地质模型

埃克塞特大学和英国地质调查局（BGS）的科学家与欧洲其他地区的研究机构联合开发出了一种新的3D地质模型，旨在应用于稀土元素矿床的勘探领域。我们知道，稀土元素对于可再生能源和运输行业的发展都是至关重要的。

这种模型适用的稀土元素矿床的类型是碱性火成岩系统型稀土元素矿床，因为这种类型矿床中赋存着世界上很多稀土元素矿床。

发展可再生能源（零碳排放）和运输基础设施将需要新的矿产资源，其中包括更多的金属资源。从废弃物中回收再利用的资源无法满足日益增长的需求。

关键矿物是指那些供不应求又十分重要的矿产资源，例如仅掌握在少数几个生产国家的一些特殊矿产资源，这包括了稀土元素。稀土元素包含了17种化学性质相似的金属元素，这些元素赋存于多种矿物之中，可以对其进行整体开采。

稀土元素是一种重要的工业原材料，应用领域十分广泛，包括永磁体、金属合金、陶瓷和玻璃、可充电电池和光纤等。

因此，对于全球向可再生能源的技术转型，稀土元素是一种至关重要的材料，无论是风力涡轮机、电动汽车，还是通信网络等都离不开稀土元素。

尽管如此，稀土元素矿床的勘探模型技术相对而言还不是十分成熟，尤其是相比于一些主要金属矿床（铁、铜和金等）和一些贵金属矿床的勘探模型，但大多数矿产资源勘探行业仍然没有重视稀土元素的勘探模型的研究工作。

为了解决这个问题，由英国地质勘探局的经济地质学家牵头的一个多学科领域科学家研究团队首次开发出了一个三维地质模型，该模型将会为稀土元素矿床的勘探作业提供帮助，其中采用了一些地球物理和地球化学指导方法。

世界各地的很多区域中都发育着碱性火成岩体（碱性火成岩系），这些碱性火成岩体具有相同的地质特征和岩石成因，但这种岩体常常发育着稀土元素矿床。

新的勘探模型是根据一些数据和研究成果创建的，包括地质图件、地球物理数据和地球化学数据以及一些岩石学的研究成果，这一研究成果发表在了《Economic Geology》期刊上。

该勘探模型是HiTech AlkCarb科研项目的一部分研究成果，该项目是由埃克塞特大学领导的“欧盟地平线2020”计划资助的，该项目研究团队中的40名成员来自整个欧洲地区的多个地质调查机构、企业和高校。

剑桥大学的研究助理兼本研究的主要作者Charles Beard博士表示，“全球要实现能源和交通领域的碳减排目标，这使得人类对很多金属资源的需求量大幅度提高，其中包括一些关键原材料，例如稀土元素。由于历史上人类对稀土元素资源的需求量一直是较低的，导致了稀土元素的供应链是由少数对稀土元素进行了早期投资的国家所掌控。我们对稀土矿床地质特征的研究成果主要来自于对某些稀土矿点的详细研究工作，这些矿床具有一种赋矿围岩。相对于更为普遍的金属资源（铜或金等）而言，稀土元素矿床的赋矿围岩具有复杂的局部地质特征，这对于勘探作业构成了一种不利因素。这项研究工作的目的是为碱性硅酸盐型成矿系统的稀土元素资源的勘探作业（不同规模的）提供一个技术指南，从而帮助地质学家能够更有效地圈定出具有勘探远景的区域和稀土元素矿床。新的勘探模型是建立在对多领域研究成果的综述研究之上的，包括地质图件、地球物理模型和地球化学指标性数据等成果，从而创建了一种勘探作业流程，这种新作业流程可以被勘探工作者所采用（无论是大陆规模的，还是某个矿床规模的）。这次发表的成果中包括了一个示意性三维模型（碱性硅酸盐系统），其中显示了各种类型的重要稀土矿床的赋存地质特征。"

埃克塞特大学坎伯恩矿业学院的Frances Wall教授是HiTeck AlkCarb研究项目的一名协调员，也是这项研究工作的合作作者，他进一步表示，“我很高兴看到这篇论文的发表，我本人认为这一研究成果将会为经济地质学家下一步针对碱性岩石中赋存的稀土元素矿床的勘探工作提供参考，也将是新一代研究人员的参考资料。我们创建了一个三维模型，以便对碱性岩石领域不熟悉的地质学家能够快速掌握稀土元素矿床勘探工作的一些关键性要点。这篇论文的主体部分对该领域的研究成果进行了全面且深入的综述和探讨。”

英国地质勘探局首席地质学家、该研究的合作作者Kathryn Goodenough博士表示，“21世纪全球对关键矿物的需求经历了一个前所未有的增长。世界上这些关键矿物的大部分，特别是稀土元素，都是赋存于碱性火成岩系中的。尽管稀土元素矿床遍布全球各地，但是这种矿产资源主要是由中国掌控的，欧盟所需的稀土资源依然主要是从中国进口的。我们研究工作的目的是建立一个新的勘探模型，可以为碱性火成岩中的稀土元素矿床勘探工作提供指导，重要的是这为我们对这些稀土矿床的三维构造的研究提供了帮助。该模型是第一次以这种方式开发的可视化模型。我们还建议采用地球物理和地球化学的方法进行勘探作业，以及与碱性火成岩系中赋存的矿产资源开发相关的选矿生产和环境因素的研究工作。”

来源：PHYS

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