广州这边的科学家把稀土矿是怎么形成的这个谜题给破解了。稀土这东西,啥玩意里都用得着,离不开它。全球有一半以上的稀土储量都藏在叫碳酸岩的那种火成岩里。但奇怪的是,这些碳酸岩里面,真正成了大矿、能赚大钱的没几个,不到10%。 同样是碳酸岩,为啥有的地方堆满了宝贝,有的地方就什么也没有?这事儿在2月3日,中国科学院广州地化所的杨武斌研究员和薛硕副研究员,带着团队,在《自然·通讯》上把答案给写了出来。研究团队说,碳酸质岩浆在地下钻多深(也就是压力有多大),这是决定能不能把稀土攒起来的关键。 他们就拿高温高压的实验设备,去模拟这种岩浆在中上地壳(大概是地下6到20公里)慢慢冷却的过程。结果发现了个分界线,大概就在地下10公里(对应压力0.3 GPa)这里。过了这个线,岩浆的命就完全不一样了。 要是岩浆钻得浅(压力低于0.3 GPa),磷灰石最先长出来。这时候的磷灰石有点特别,里面掺了很多硅和钠,晶体结构就像是个特殊的牢笼。这笼子一关上,稀土元素就被锁死在里头,没法往外跑了。而且低压环境下,岩浆容易往外出热液。这种热液浓度低、载着货少,根本带不走剩下的稀土。所以后期根本没法聚成大矿。 要是岩浆钻得深(压力高于0.3 GPa),情况就变了。橄榄石先一步长出来,疯狂吃岩浆里的硅。没了硅这东西,后面出来的磷灰石就没法盖那间锁稀土的笼子。 这时候高压又能把水吸进去很多,拖延了热液跑出来的时间。整个体系就会变成那种富碱、富挥发分的“盐熔体”。稀土在这种盐熔体里溶解度高得很,就在剩下的熔浆里越攒越多。 最后结晶出来的是黄锶碳钠矿这类过渡矿物,这就为后面大规模沉积像氟碳铈矿这种值钱的矿打下了底子。 这也解释了为什么世界级的稀土矿往往都得埋在10公里以下的深处;那些没挖到这个深度的岩体,虽然可能含点稀土但太分散了,根本不值得开采。 这个研究头一回把压力、矿物结晶顺序、熔体性质和稀土富集这几个环节串成了一条完整的因果链。不光是把原理讲明白了,还为找矿提供了新的思路。